Acometida
Eléctrica:
Se entiende por
acometida, la parte de la instalación eléctrica que se construye desde
las redes públicas de distribución hasta las instalaciones del usuario, y está conformada
por los siguientes componentes:
-Punto de alimentación.
-Conductores.
-Ductos.
-Tablero general de acometidas.
-Interruptor general.
-Armario de medidor.
RECOMENDACIONES GENERALES.
-Los conductores de la acometida deberán ser continuos,
desde el punto de conexión de la red hasta los bornes de la entrada del equipo
de medida.
-No se aceptarán empalmes, ni derivaciones, en ningún tramo
de la acometida. En la caja o armario de
medidores deberá reservarse en su extremo una longitud del conductor de la
acometida suficiente que permita una fácil conexión al equipo de medida.
TIPOS DE ACOMETIDA
Aéreas: Desde redes aéreas de baja tensión la acometida podrá
ser aérea para cargas instaladas iguales o menores a 35 kW.
Subterráneas: Desde redes subterráneas de baja tensión, la
acometida siempre será subterránea. Para cargas mayores a 35 Kw y menores a 225
kW desde redes aéreas, la acometida siempre será subterránea.
Especiales: Se consideran especiales las acometidas a servicios
temporales y provisionales de obra. Deberá constar como mínimo de los siguiente
elementos:
- Conductor de las acometidas
-Caja para instalar medidores o equipo de medición.
-Tubería metálica para la acometida y caja de
interruptores automáticos de protecciones.
-Línea y electrodo de puesta a tierra.
Especificación para servicio MONOFÁSICO con carga hasta
5,000 Watts en baja tensión, área urbana, red aérea, con barda frontal.
A cargo del usuario.
1. Mufa intemperie de 32 mm (1 1/4″) de diámetro.
2. Tubo conduit de fierro galvanizado pared gruesa de 32 mm (1 1/4″) de diámetro y con 3000 mm de longitud.
3. Cable de cobre THW calibre 8.367 mm2 (8 AWG) desde la mufa hasta el interruptor, el forro del conductor neutro de color blanco y el de la fase diferente al blanco.
4. Base enchufe de 4 terminales, 100 amperes.
5. Interruptor termomagnético (preferente) o de cartucho fusible de 2 polos, 1 tiro, 250 volts, 30 amperes, a prueba de agua cuando quede a la intemperie.
6. Reducción de 32 mm (1 1/4″) a 12,7 mm (1/2″).
7. Tubo conduit pared delgada de 12,7 mm (1/2″) de diámetro.
8. Alambre o cable de cobre calibre 8.367 mm2 (8 AWG) mínimo.
9. Conector para varilla de tierra.
10. Varilla de tierra para una resistencia máxima de 25 ohms.
2. Tubo conduit de fierro galvanizado pared gruesa de 32 mm (1 1/4″) de diámetro y con 3000 mm de longitud.
3. Cable de cobre THW calibre 8.367 mm2 (8 AWG) desde la mufa hasta el interruptor, el forro del conductor neutro de color blanco y el de la fase diferente al blanco.
4. Base enchufe de 4 terminales, 100 amperes.
5. Interruptor termomagnético (preferente) o de cartucho fusible de 2 polos, 1 tiro, 250 volts, 30 amperes, a prueba de agua cuando quede a la intemperie.
6. Reducción de 32 mm (1 1/4″) a 12,7 mm (1/2″).
7. Tubo conduit pared delgada de 12,7 mm (1/2″) de diámetro.
8. Alambre o cable de cobre calibre 8.367 mm2 (8 AWG) mínimo.
9. Conector para varilla de tierra.
10. Varilla de tierra para una resistencia máxima de 25 ohms.
A cargo de la C.F.E.
11. Medidor tipo enchufe de 15 amperes, 1 fase, 2 hilos, 120 volts (f121).
12. Aro para base enchufe de acero inoxidable.
13. Sello de plástico.
Notas…
A. La preparación para recibir la acometida debe estar como máximo a 35 metros del poste desde el cual se dará el servicio.
B. El conductor del neutro debe conectarse directo a la carga sin pasar por algún medio de protección (fusible o termomagnético).
C. La preparación para recibir la acometida debe estar al límite de propiedad, empotrada o sobrepuesta.
D. Evitar que la acometida cruce otro terreno o construcción.
E. La altura de la mufa para recibir la acometida es de 4800 mm.
F. El interruptor estará a una distancia no mayor a 5000 mm del medidor.
G. Marcar el número oficial del domicilio en forma permanente.
Referencia: Comisión Federal de Electricidad.
Elementos de una acometida (bifásica).
11. Medidor tipo enchufe de 15 amperes, 1 fase, 2 hilos, 120 volts (f121).
12. Aro para base enchufe de acero inoxidable.
13. Sello de plástico.
Notas…
A. La preparación para recibir la acometida debe estar como máximo a 35 metros del poste desde el cual se dará el servicio.
B. El conductor del neutro debe conectarse directo a la carga sin pasar por algún medio de protección (fusible o termomagnético).
C. La preparación para recibir la acometida debe estar al límite de propiedad, empotrada o sobrepuesta.
D. Evitar que la acometida cruce otro terreno o construcción.
E. La altura de la mufa para recibir la acometida es de 4800 mm.
F. El interruptor estará a una distancia no mayor a 5000 mm del medidor.
G. Marcar el número oficial del domicilio en forma permanente.
Referencia: Comisión Federal de Electricidad.
Elementos de una acometida (bifásica).
Especificación para servicio BIFÁSICO con carga hasta 10,000 Watts en baja tensión, red aérea, con
barda frontal.
Especificaciones de
materiales y equipo a cargo del usuario.
1Mufa intemperie de 32 mm (1
1/4″) de diámetro.
2. Tubo conduit de fierro galvanizado pared gruesa de 32 mm (1 1/4″) de diámetro y con 3000 mm de longitud.
3. Cable de cobre THW calibre 8.367 mm2 (8 AWG) desde la mufa hasta el interruptor, el forro del conductor neutro de color blanco y los de las fases diferentes al Blanco.
4. Base enchufe de 4 terminales, 100 amperes con quinta terminal.
5. Interruptor termomagnético (preferente) o de cartucho fusible de 2 polos, 1 tiro, 250 Volts, 30 amperes, a prueba de agua cuando quede a la intemperie.
6. Reducción de 32 mm (1 1/4″) a 12,7 mm (1/2″).
7. Tubo conduit pared delgada de 12,7 mm (1/2″) de diámetro.
8. Alambre o cable de cobre calibre 8.367 mm2 (8 AWG) mínimo.
9. Conector para varilla de tierra.
2. Tubo conduit de fierro galvanizado pared gruesa de 32 mm (1 1/4″) de diámetro y con 3000 mm de longitud.
3. Cable de cobre THW calibre 8.367 mm2 (8 AWG) desde la mufa hasta el interruptor, el forro del conductor neutro de color blanco y los de las fases diferentes al Blanco.
4. Base enchufe de 4 terminales, 100 amperes con quinta terminal.
5. Interruptor termomagnético (preferente) o de cartucho fusible de 2 polos, 1 tiro, 250 Volts, 30 amperes, a prueba de agua cuando quede a la intemperie.
6. Reducción de 32 mm (1 1/4″) a 12,7 mm (1/2″).
7. Tubo conduit pared delgada de 12,7 mm (1/2″) de diámetro.
8. Alambre o cable de cobre calibre 8.367 mm2 (8 AWG) mínimo.
9. Conector para varilla de tierra.
10. Varilla de tierra para
una resistencia máxima de 25 Ohms.
Instalado
por C.F.E.
11. Medidor tipo enchufe de 15 amperes, 1/2 fases, 3
hilos (f621/f421).
12. Aro para base enchufe de acero inoxidable.
13. Sello de plástico…
12. Aro para base enchufe de acero inoxidable.
13. Sello de plástico…
Notas.
A. La preparación para recibir la acometida debe estar como
máximo a 35 metros del poste desde el cual se dará el servicio.
B. El conductor del neutro debe conectarse directo a la carga sin pasar por algún medio de protección (fusible o termomagnético).
C. La preparación para recibir la acometida debe estar al límite de propiedad, empotrada o sobrepuesta.
D. Evitar que la acometida cruce otro terreno o construcción.
E. La altura de la mufa para recibir la acometida es de 4800 mm.
F. El interruptor estará a una distancia no mayor a 5000 mm del medidor.
G. Marcar el numero oficial del domicilio en forma permanente sello de plástico.
B. El conductor del neutro debe conectarse directo a la carga sin pasar por algún medio de protección (fusible o termomagnético).
C. La preparación para recibir la acometida debe estar al límite de propiedad, empotrada o sobrepuesta.
D. Evitar que la acometida cruce otro terreno o construcción.
E. La altura de la mufa para recibir la acometida es de 4800 mm.
F. El interruptor estará a una distancia no mayor a 5000 mm del medidor.
G. Marcar el numero oficial del domicilio en forma permanente sello de plástico.
Las
capacidades de fusibles e interruptores termomagnéticos y los calibres de los
conductores dependen de las cargas alimentadas.
Observa
que en el segundo diagrama la fase (F1) está “puenteada” en los dos
interruptores termomagnéticos (da un clic encima de la imagen para crecerla). A
este respecto es importante que tengas siempre presente lo siguiente: las
cargas deben estar repartidas de manera equilibrada, es decir, la Fase 1 debe
alimentar a una carga similar a la que alimenta la Fase 2, entonces puesto que
la Fase 1 está “puenteada” la suma de ambas cargas debe ser aproximadamente
igual a la carga conectada a la Fase 2.
El
equilibrio de las cargas DE LAS FASES (no entre los circuitos
que alimenta cada fase) se calcula mediante la siguiente fórmula:
(Carga
Mayor – Carga Menor)(100)/Carga Mayor.
El
resultado de la operación debe ser menor a 5. Si te resulta un número mayor
tienes que redistribuir tus cargas (quitarle carga a una fase y agregársela a
la otra buscando igualarlas).
Interruptores de Seguridad para Inst. Eléctricas.
El interruptor de seguridad es el medio de desconexión principal
de toda la instalación eléctrica. Su función principal es la de proteger a todo
el sistema para lo cual utiliza cartuchos fusibles que incluyen listones o
elementos fusibles. Cabe mencionar que la C.F.E. recomienda también el uso de
Interruptores termomagnéticos para esta función.
La capacidad de los cartuchos fusibles de un interruptor de seguridad se calcula aproximadamente con un 25% adicional de la carga total de la instalación eléctrica que se va a proteger (se permite hacerlo desde un 15% hasta un máximo del 40% por encima de la carga total).
La capacidad de los cartuchos fusibles de un interruptor de seguridad se calcula aproximadamente con un 25% adicional de la carga total de la instalación eléctrica que se va a proteger (se permite hacerlo desde un 15% hasta un máximo del 40% por encima de la carga total).
Para
casas-habitación tipo viviendas de interés social y pequeñas residencias por lo
general se utilizan cajas de seguridad NEMA 1, ND NEMA 1, o
LD.
Diferentes
tipos de cajas según NEMA.
NEMA
1. Para
uso general.
NEMA 2. A prueba de Goteo.
NEMA 3. A prueba de agentes exteriores.
NEMA 3 R. A prueba de lluvia.
NEMA 4. A prueba de agua.
NEMA 5. A prueba de polvo.
NEMA 6. Sumergible.
NEMA 7. A prueba de gases explosivos.
NEMA 8. A prueba de gases explosivos
(interrupción en aceite).
NEMA 9. A prueba de polvos explosivos.
NEMA 10. Para uso en minas.
NEMA 11. En baño de aceite, resistente a ácidos y vapores.
GLOSARIO.
NEMA.- National Electric Manufacturers
Association, Asociación Nacional de Manufacturas Eléctricas.
ND.- Normal Duty, Uso Normal.
LD.-
Light Duty, Uso Ligero.
Elección del centro de carga
y pastillas termomagnéticas a utilizar en una instalación eléctrica.
El Centro de Carga es el lugar desde donde se alimentan a todas las cargas de la Instalación Eléctrica, sea residencial, comercial o de cualquier tipo, a veces lo llaman tablero de distribución.
En instalaciones eléctricas residenciales pequeñas puede haber uno o dos niveles de protección. Si es un solo nivel de protección entonces el interruptor general es lo mismo que el centro de carga, pero si existen dos niveles ambos dispositivos son diferentes.
Opción B. Cálculo de la corriente que circulará por el motor.
I = 373/(127×0.9) = 3.26 Amp.
Iarranque = 3.26×3.5 = 11.42 Amp.
Buscando en la tabla de la NOM-001-SEDE_Vigente, resulta conductor #14, pero por seguridad se utilizaría THW #12 AWG.
El Centro de Carga es el lugar desde donde se alimentan a todas las cargas de la Instalación Eléctrica, sea residencial, comercial o de cualquier tipo, a veces lo llaman tablero de distribución.
En instalaciones eléctricas residenciales pequeñas puede haber uno o dos niveles de protección. Si es un solo nivel de protección entonces el interruptor general es lo mismo que el centro de carga, pero si existen dos niveles ambos dispositivos son diferentes.
Supongamos que tienes una Instalación Eléctrica
de unos 4,000 Watts, que incluye solo cargas monofásicas.
Las
cargas corresponden a:
1 Motobomba de ½ H.P. 373 Watts.
15 Contactos. En total consideramos 2,700 Watts. y,
927 Watts, en lámparas y timbre o videoportero.
15 Contactos. En total consideramos 2,700 Watts. y,
927 Watts, en lámparas y timbre o videoportero.
Total 4,000 Watts.
Utilizarás
un centro de carga con tres pastillas que controlarán:
una a la motobomba, otra a todo el alumbrado y otra a todos los contactos
(tomacorrientes, enchufes, receptáculos o como quieras decirles).
¿De
qué capacidad deben ser las pastillas termomagnéticas?…
1.
Para calcular la pastilla que controlará la motobomba de ½ H.P., tienes
por lo menos tres opciones.
Opción A. Utilizar tablas, en donde incluso
podrás conocer el calibre del conductor apropiado para alimentar la motobomba.
Siguiendo
este criterio, de acuerdo a las tablas de (Square D) el resultado es:
Pastilla de 15 Amperes y calibre del conductor No. 14.
En
primer lugar el conductor calibre No. 14 solo lo utiliza para retornos de
lámparas, puentes en apagadores de 3 vías (método de puentes), y alimentación
de aparatos de muy bajo consumo. Casi siempre lo descarta porque nunca falta
quien pueda agregarle carga adicional provocando un sobrecalentamiento del
mismo llegando incluso a originarse cortos circuitos (sucede por
desgracia que mucha gente piensa que cualquier conductor eléctrico por delgado
que sea “aguanta” que le añadan más y más carga). Así que, a menos que sea para
retornos o lámparas en donde no hay
posibilidad de que “alguien” derive de él, entonces si se utiliza. Para calibres
de conductores por seguridad es el No. 12.
Por
lo tanto, para la motobomba no
utilizaría conductor calibre No. 14 (aunque lo sugiriera una compañía tan prestigiada como
Square D), se utilizaría calibre No 12
Para el caso de la
pastilla de 15 Amperes que sugiere Square D, está bien, pero si acaso quedara
muy ajustada al momento de arrancar la motobomba se “dispararía” por lo que
sería necesario remplazarla por otra de mayor capacidad (20 Amperes en este
caso).Opción B. Cálculo de la corriente que circulará por el motor.
I = 373/(127×0.9) = 3.26 Amp.
Iarranque = 3.26×3.5 = 11.42 Amp.
Buscando en la tabla de la NOM-001-SEDE_Vigente, resulta conductor #14, pero por seguridad se utilizaría THW #12 AWG.
En
teoría solo circularían 3.26 Amperes por el motor trabajando normalmente, sin
embargo la corriente de arranque es mucho más alta que la corriente “normal”
(nominal o de trabajo) siendo en ocasiones: 3, 4 o hasta 5 veces mayor. Por
esta razón se multiplica la I resultante por 3.5, pero
igual puedes multiplicarla por 4 si quieres. Cabe
mencionar que el multiplicar la corriente “normal” de una motobomba por 3.5 es
un criterio personal, el cual se aplica cuando solo se conocen algunos datos
del motor más no su corriente de arranque.
La capacidad de la pastilla más cercana “hacia arriba” es de 15 Amperes, en total concordancia con lo que dicen nuestros amigos de la compañía Square D, sin embargo ¿y si la corriente de arranque fuera 5 veces la corriente “normal”? entonces el resultado sería:
La capacidad de la pastilla más cercana “hacia arriba” es de 15 Amperes, en total concordancia con lo que dicen nuestros amigos de la compañía Square D, sin embargo ¿y si la corriente de arranque fuera 5 veces la corriente “normal”? entonces el resultado sería:
I arranque = 3.26 x 5 = 16.03 Amperes.
¿Qué
pasaría en este caso?
Respuesta.
Pasaría que la pastilla se “dispararía” en el momento de arrancar la motobomba.
Pero ¿es
seguro que pase esto, que la pastilla se “bote”?
Respuesta.
No, puesto que depende casi siempre de la marca de fábrica de la motobomba,
incluso hay algunas sin marca, que son reconstruidas por personas que recogen
las carcasas de motobombas inservibles rebobinándolas y poniéndolas a funcionar
nuevamente, a veces con igual eficiencia que las de marca.
Entonces,
puesto que no hay una seguridad completa respecto de la capacidad exacta de la
pastilla termomagnética siguiendo éste último criterio elegiría una pastilla de
20 Amperes.
Opción C. Si no te quedó claro cual
pastilla y calibre de conductor debes utilizar para una motobomba de ½ H.P.
¡relájate!, pregunta en la ferretería en donde la compres, seguro te
informarán al respecto, incluso a veces te venden todo el equipo (Interruptor y
motobomba)
Capacidad de la pastilla termomagnética para proteger contactos (tomas de corriente).
Hay 15 contactos, 180 Watts c/u, total 2,700 Watts.
Simbología común utilizada en Instalaciones Eléctricas Residenciales y Comerciales.
Símbolos eléctricos hay muchos y de
diferente índole, además una cosa es la simbología americana y otra la europea,
sin embargo los más comúnmente utilizados se muestran en la siguiente tabla.
Muchos de los símbolos utilizados en planos de instalaciones eléctricas residenciales y comerciales no están estandarizados, por esa razón a veces encontramos diferencias entre ellos.
De arriba hacia abajo y por
columnas, el significado de los símbolos es el siguiente.
Apagador sencillo.
Apagador de tres vías o “de escalera”.
Motobomba.
Contacto monofásico (simple o sencillo).
Interruptor termomagnético.
Arbotante incandescente intemperie.
Arbotante incandescente interior.
Salida para teléfono.
Salida para televisión.
Lámpara incandescente exterior para pasillos.
Lámpara incandescente exterior para vigilancia.
Botón de timbre o zumbador.
Lámpara de alberca.
Apagador de 4 vías o de paso.
Caja de conexiones.
Contacto trifásico.
Contacto trifásico en piso.
Tubería por pared o techo.
Tubería por piso.
Lámpara fluorescente.
Zumbador.
Timbre.
Campana musical.
Línea que sube y línea que baja.
Acometida.
Control de ventilador.
Aire acondicionado.
Alarma.
Medidor, registro o watthorimetro.
Salida para radio frecuencia modulada.
Corriente continúa y alterna.
Interruptor de seguridad.
Policontacto trifásico.
Salida especial.
Tierra.
Interfon.
Interruptor de navaja con fusible.
Centro de carga.
Policontacto monofásico.
Cruce y conexión de conductores.
Cruce de líneas sin conexión.
Lámpara incandescente de centro.
Contacto sencillo tipo intemperie.
Ventilador tipo industrial.
Contacto sencillo en piso.
Corriente continúa.
Corriente alterna.
Ventilador de techo.
Capacidad de la pastilla termomagnética para proteger contactos (tomas de corriente).
Hay 15 contactos, 180 Watts c/u, total 2,700 Watts.
Suponiendo que las cargas a
conectar en los contactos no excedieran su capacidad (15 A.) Aplicando la
fórmula conocida I=P/(127×0.9), -considerando un factor de potencia de 0.9 y un
factor de demanda de 0.7, quedaría:
I=2,700/(127×0.9)=23.69 A.
Ic=23.69×0.7=16.58 A.
Iint=16.58×1.25=20.72 A.
I=2,700/(127×0.9)=23.69 A.
Ic=23.69×0.7=16.58 A.
Iint=16.58×1.25=20.72 A.
Entonces el interruptor adecuado para esta
carga conformada por contactos o tomacorrientes sería de 20
Amperes.
En una toma de corriente igual puedes conectar un aparato que
consuma 25 Watts (p. ej. un DVD), que otro de 350 Watts (p. ej. una
computadora), o bien puedes conectar uno que consuma 2,500 Watts (p. ej. una
estufa eléctrica o un horno de microondas)…
Por lo tanto los 180 Watts (incluso puede haber quienes consideren
más de esta cantidad) para cada contacto no pasan de ser una “estimación” ,
porque en los hechos la carga que se conecta en ellos en el 99% de los casos es
mayor o menor.
A pesar de lo anterior la
CFE y las UVIE (Unidad Verificadora de Instalaciones Eléctricas)
requieren una base con la cual hacer una aproximación al calibre
del conductor y la pastilla termomagnética necesarios, y evaluar así,
si la instalación es correcta.
Así que, la pastilla de 20 Amperes para este
caso no pasa de ser meramente una “propuesta”.
Si las cargas que se conectan a los contactos
(varias de ellas) exceden los 180 Watts para cada uno, requerirías
aumentar la capacidad de protección de la pastilla, posiblemente a una de
30 Amperes o incluso mayor. En este caso utiliza la primera corriente obtenida
23.69 Amp. De tal manera que el cálculo quedaría:
23.69×1.25=29.61
Amp.
Concluiríamos entonces que
la mejor pastilla siguiendo este criterio es de 30 Amperes.
Capacidad de la pastilla para proteger el
circuito de alumbrado.
Tenemos 927 Watts, en lámparas y timbre o
videoportero.
Aplicando la fórmula conocida I=P/(127*f.p.) queda:
I=927/(127×0.9)=8.11 Amp.
Luego, considerando el factor de demanda antes
mencionado de 70% queda:
Ic=8.11×0.7=5.67 Amp.
Después, considerando un 25% adicional a la capacidad instalada
queda:
Iint=5.67×1.25=7 Amperes.
Sobre este valor puedes basarte para elegir la capacidad de la
pastilla termomagnética, sin embargo ten siempre presente que este es
solo un criterio para
hacerlo.
Otro criterio utiliza la primera corriente (en este caso 8.11
Amperes) la cual se multiplica por 1.25 (para agregar un 25%) resultando en
este caso: Iint. = 10.13 Amperes.
Debe quedarte perfectamente claro que hay
varios criterios para elegir una pastilla termomagnética y que en cualquiera de
ellos siempre debes buscar que te quede lo
mejor ajustada posible a
la instalación eléctrica que estés realizando.
De lo anterior concluimos
que una pastilla de 10 Amperes es la adecuada para proteger la carga de
alumbrado de nuestra Instalación Eléctrica.
Pero… ¿Hay interruptores de 10 Amperes?
Si los hay, aunque no son muy comunes, los de menor
amperaje que puedes encontrar son de 15
Amperes.
CENTROS DE CARGAS.
Existen múltiples combinaciones para Centros de Cargas, tantas que sería largo enumerarlas, pero en general pueden clasificarse para instalaciones eléctricas monofásicas, bifásicas y trifásicas.
Un Centro de Carga se compone de una Caja y una o varias Pastillas (Interruptores Termomagnéticos) que tienen la función de proteger a toda la Instalación Eléctrica o parte de ella.
En Instalaciones Eléctricas Residenciales de bajo consumo a veces el Centro de Carga es lo único que se tiene para protegerlas, en otras de mayor capacidad se tienen dos niveles de protección, uno con fusibles y otro con pastillas termomagnéticas, o bien los dos con pastillas termomagnéticas.
En todos los casos la colocación de las pastillas en su caja es bastante simple. Para el caso te muestro la figura de al lado.
En la imagen se observa el lugar en donde debes conectar la Fase (F) que “llega” de la acometida o del Interruptor Principal (Interruptor de Seguridad que puede o no existir), y el Neutro (N), el cual -en este caso- su conexión es opcional en la pequeña placa correspondiente, aunque si quieres pasarlo “limpiamente” hacia el interior de la instalación puedes hacerlo.
Existen múltiples combinaciones para Centros de Cargas, tantas que sería largo enumerarlas, pero en general pueden clasificarse para instalaciones eléctricas monofásicas, bifásicas y trifásicas.
Un Centro de Carga se compone de una Caja y una o varias Pastillas (Interruptores Termomagnéticos) que tienen la función de proteger a toda la Instalación Eléctrica o parte de ella.
En Instalaciones Eléctricas Residenciales de bajo consumo a veces el Centro de Carga es lo único que se tiene para protegerlas, en otras de mayor capacidad se tienen dos niveles de protección, uno con fusibles y otro con pastillas termomagnéticas, o bien los dos con pastillas termomagnéticas.
En todos los casos la colocación de las pastillas en su caja es bastante simple. Para el caso te muestro la figura de al lado.
En la imagen se observa el lugar en donde debes conectar la Fase (F) que “llega” de la acometida o del Interruptor Principal (Interruptor de Seguridad que puede o no existir), y el Neutro (N), el cual -en este caso- su conexión es opcional en la pequeña placa correspondiente, aunque si quieres pasarlo “limpiamente” hacia el interior de la instalación puedes hacerlo.
La
pastilla termomagnética tiene un punto de salida hacia el circuito interior, de
él debe llevarse un conductor hacia adentro de la instalación. Por lo general la conexión se hace en la
parte baja, pudiendo estar más al frente o hacia atrás dependiendo de las
características o marca de fábrica del interruptor, ya sea atornillando el
conductor o simplemente insertándolo y apretando el tornillo que lo oprime
(debes tener cuidado al identificar si el conductor se coloca alrededor del
tornillo y se aprieta o simplemente se inserta y se aprieta el tornillo).
Después de colocarse el conductor que va al interior de la instalación, la pastilla se inserta a presión primeramente en el riel y enseguida se ejerce presión nuevamente para que haga contacto firme con la zapata en donde se conectó la fase…
Debes asegurarte que el interruptor efectivamente quedó bien acoplado a la zapata pues se da el caso de que la mordaza a veces solo queda sobrepuesta -porque ambas estén muy ajustadas o porque no hiciste suficiente presión- y se origine por ello un falso contacto, chispas y quizá un corto circuito. Cuando al acople es correcto por lo general se escucha el sonido del golpe de la mordaza en la zapata.
Para el caso de la imagen puedes observar que la caja tiene dos zapatas que te permiten derivar una fase hacia dos circuitos, pudiendo ser por ejemplo uno para alumbrado-contactos y otro para una motobomba.
Por lo general este tipo de dispositivos simples están diseñados para utilizarse con corrientes comunes de operación de 30 Amperes (o menores) para casas habitación o viviendas que no van más allá de los 5,000 Watts (sistemas monofásicos).
Calibres de conductores eléctricos utilizados comúnmente en Instalaciones que no rebasan los 5,000 W.
MONOFÁSICAS 127 VOLTS. 1F, 1N.
Después de colocarse el conductor que va al interior de la instalación, la pastilla se inserta a presión primeramente en el riel y enseguida se ejerce presión nuevamente para que haga contacto firme con la zapata en donde se conectó la fase…
Debes asegurarte que el interruptor efectivamente quedó bien acoplado a la zapata pues se da el caso de que la mordaza a veces solo queda sobrepuesta -porque ambas estén muy ajustadas o porque no hiciste suficiente presión- y se origine por ello un falso contacto, chispas y quizá un corto circuito. Cuando al acople es correcto por lo general se escucha el sonido del golpe de la mordaza en la zapata.
Para el caso de la imagen puedes observar que la caja tiene dos zapatas que te permiten derivar una fase hacia dos circuitos, pudiendo ser por ejemplo uno para alumbrado-contactos y otro para una motobomba.
Por lo general este tipo de dispositivos simples están diseñados para utilizarse con corrientes comunes de operación de 30 Amperes (o menores) para casas habitación o viviendas que no van más allá de los 5,000 Watts (sistemas monofásicos).
Calibres de conductores eléctricos utilizados comúnmente en Instalaciones que no rebasan los 5,000 W.
MONOFÁSICAS 127 VOLTS. 1F, 1N.
Casas habitación de interés o pequeñas
residencias.
Por lo general:
-Se utilizan THW calibres #10 (5.26 mm2), #12 (3.31 mm2) y #14 (2.08 mm2) AWG.
-Para Alimentadores Generales el mínimo calibre a utilizarse es # 12 AWG.
-Para contactos el mínimo calibre a utilizarse es # 12 AWG.
-Para retornos y puentes (método de puentes) en apagadores de 3 y de 4 vías generalmente se utiliza calibre # 14 AWG.
-Se utiliza conductor de un solo hilo tipo THW (75°C temperatura máxima de operación). Por resultar más económico en muchos casos se utiliza cable.
-Ocasionalmente (en instalaciones visibles) se utiliza alambre o cable duplex (dos conductores unidos y aislados).
-La acometida tiene conductores calibre # 8 (8.37 mm2) AWG.
-Los puentes en contactos (tomas de corriente, receptáculos o enchufes) se realizan del mismo calibre que los alimenta (por lo general # 12 AWG). En contacto especiales se utiliza calibre # 10 AWG.
Por lo general:
-Se utilizan THW calibres #10 (5.26 mm2), #12 (3.31 mm2) y #14 (2.08 mm2) AWG.
-Para Alimentadores Generales el mínimo calibre a utilizarse es # 12 AWG.
-Para contactos el mínimo calibre a utilizarse es # 12 AWG.
-Para retornos y puentes (método de puentes) en apagadores de 3 y de 4 vías generalmente se utiliza calibre # 14 AWG.
-Se utiliza conductor de un solo hilo tipo THW (75°C temperatura máxima de operación). Por resultar más económico en muchos casos se utiliza cable.
-Ocasionalmente (en instalaciones visibles) se utiliza alambre o cable duplex (dos conductores unidos y aislados).
-La acometida tiene conductores calibre # 8 (8.37 mm2) AWG.
-Los puentes en contactos (tomas de corriente, receptáculos o enchufes) se realizan del mismo calibre que los alimenta (por lo general # 12 AWG). En contacto especiales se utiliza calibre # 10 AWG.
Procedimiento para calcular el calibre de los alimentadores
principales de una Instalación Eléctrica Residencial (menor de 5,000 Watts).
Existen varios métodos para calcular el calibre de los de una
instalación eléctrica residencial, a saber: por Corriente, por Caída de Tensión y por Resistencia de los
Conductores.
De los tres métodos indicados el más utilizado es el d corrientes,
Método
de corrientes para calcular el calibre de
los alimentadores principales.
Procedimiento.
1. Determina la CARGA
TOTAL de la
residencia o casa-habitación.
2. Aplica la fórmula: I=
P/ (V*0.9)
En
donde:
I es la corriente que pasará por
los conductores (amperes);
P es la carga total (Watts);
V es el voltaje que llega a la
residencia por medio de la acometida (127 Volts-ca para el caso de una
instalación que no rebasa los 5,000 Watts); y, 0.9 es
el denominado factor de potencia el cual regularmente es del 90% por la
combinación de cargas resistivas e inductivas existentes en la instalación
eléctrica.
3. Con la I, determina una Ic
(corriente corregida) multiplicándola por un factor de demanda o factor de
utilización (f.d.) el cual tiene un valor que varía de la siguiente manera.
Primeros 3,000 VA o menos: 100%; 1
De 3,001 a 120,000 VA: 35%; 0.35
A partir de 120,000 VA: 25%; 0.25
En virtud de que el factor de demanda (o de utilización) especificado en la Norma Oficial, varía mucho antes y después de los 3000 Watts, puedes utilizar uno más acorde de 0.6 o 0.7 correspondiente al 60% y 70% del total de la carga…
Para calcular la Corriente Corregida simplemente multiplica la I por el f.d. o sea:
Ic=(I)(f.d.)
4. Con la Ic busca el calibre del conductor en las tablas correspondientes, dependiendo de la marca del fabricante.
Primeros 3,000 VA o menos: 100%; 1
De 3,001 a 120,000 VA: 35%; 0.35
A partir de 120,000 VA: 25%; 0.25
En virtud de que el factor de demanda (o de utilización) especificado en la Norma Oficial, varía mucho antes y después de los 3000 Watts, puedes utilizar uno más acorde de 0.6 o 0.7 correspondiente al 60% y 70% del total de la carga…
Para calcular la Corriente Corregida simplemente multiplica la I por el f.d. o sea:
Ic=(I)(f.d.)
4. Con la Ic busca el calibre del conductor en las tablas correspondientes, dependiendo de la marca del fabricante.
Ejemplo. La carga total en una vivienda es de
4,200 Watts, resultado de sumar cargas fijas monofásicas (dispositivos y
aparatos eléctricos fijos que funcionan a 127 Volts-ca) y tiene un factor de
utilización o de demanda general de 70%. Hallar el calibre de los alimentadores
principales que funcionan a una temperatura máxima de operación de 75°C.Resolvámoslo aplicando un factor de demanda de 0.7
Solución 1.
Paso 1. La Potencia total es de 4,200 Watts.
Paso 2. I = 4200/(127*0.9) = 36.74 Amp.
Paso 3. Ic = (36.74)(0.7) = 25.72 Amp.
Paso 4. En las tablas (para conductores VIAKON) buscamos el calibre apropiado que soporte 25.72 amperes (de acuerdo al primer criterio) y encontraremos que el calibre #12 AWG puede conducir hasta 25 amperes.
Resolviéndolo aplicando un factor de demanda de acuerdo a la NOM-001-SEDE-Vigente.
Solución 2.
Paso 1. La Potencia total es de 4,200 Watts.
Paso 2. Para los primeros 3,000 VA; I = 3000/(127*0.9) = 26.24 Amp. Para el excedente
I = 1200/(127*0.9) = 10.49 Amp.
Paso 3. Para 3000 VA el Factor de demanda es del 100% (es decir 1), por lo tanto queda:
Ic = 26.24 Amperes. Multiplicando por 1 queda igual.
Aplicando el factor de demanda (0.35) al excedente (1200 VA), quedaría:
I=1200/(127×0.9) = 10.49 Amperes. Multiplicando por 0.35 queda:
Ic = (10.49)(0.35)= 3.67 Amp.
Sumando ambas corrientes corregidas quedaría: Ic = 26.24 + 3.67 = 29.91 Amperes.
Paso 4. En las tablas (para conductores VIAKON) buscamos el calibre apropiado que soporte 29.91 Amperes y encontramos que el calibre #10 AWG puede conducir hasta 35 Amperes.
Solución 1.
Paso 1. La Potencia total es de 4,200 Watts.
Paso 2. I = 4200/(127*0.9) = 36.74 Amp.
Paso 3. Ic = (36.74)(0.7) = 25.72 Amp.
Paso 4. En las tablas (para conductores VIAKON) buscamos el calibre apropiado que soporte 25.72 amperes (de acuerdo al primer criterio) y encontraremos que el calibre #12 AWG puede conducir hasta 25 amperes.
Resolviéndolo aplicando un factor de demanda de acuerdo a la NOM-001-SEDE-Vigente.
Solución 2.
Paso 1. La Potencia total es de 4,200 Watts.
Paso 2. Para los primeros 3,000 VA; I = 3000/(127*0.9) = 26.24 Amp. Para el excedente
I = 1200/(127*0.9) = 10.49 Amp.
Paso 3. Para 3000 VA el Factor de demanda es del 100% (es decir 1), por lo tanto queda:
Ic = 26.24 Amperes. Multiplicando por 1 queda igual.
Aplicando el factor de demanda (0.35) al excedente (1200 VA), quedaría:
I=1200/(127×0.9) = 10.49 Amperes. Multiplicando por 0.35 queda:
Ic = (10.49)(0.35)= 3.67 Amp.
Sumando ambas corrientes corregidas quedaría: Ic = 26.24 + 3.67 = 29.91 Amperes.
Paso 4. En las tablas (para conductores VIAKON) buscamos el calibre apropiado que soporte 29.91 Amperes y encontramos que el calibre #10 AWG puede conducir hasta 35 Amperes.
Requerimientos de una
Instalación Eléctrica.
Los requerimientos de una instalación
eléctrica son diversos, sin embargo entre todos se distinguen algunos que son
comunes a la gran diversidad de criterios e intereses que existen al
realizarlas. Algunos de estos requerimientos son los siguientes.
Seguridad.
Antes que cualquier otra cosa la instalación eléctrica debe ser SEGURA. La seguridad debe ser prevista de todas las formas posibles, tanto para los usuarios como para todos los aparatos conectados en la instalación. Bien planeada y mejor construida, debe tener protegidas sus partes mayormente expuestas.
Antes que cualquier otra cosa la instalación eléctrica debe ser SEGURA. La seguridad debe ser prevista de todas las formas posibles, tanto para los usuarios como para todos los aparatos conectados en la instalación. Bien planeada y mejor construida, debe tener protegidas sus partes mayormente expuestas.
Economía.
Se puede economizar en todo, desde los conductores utilizados (metros y calidad del material con el que se construyen), hasta los accesorios y dispositivos de consumo eléctrico. Sin embargo, debe encontrarse el punto de equilibrio entre lo que es una saludable economía y la seguridad, además de la eficiencia con que debe operar la instalación eléctrica.
Se puede economizar en todo, desde los conductores utilizados (metros y calidad del material con el que se construyen), hasta los accesorios y dispositivos de consumo eléctrico. Sin embargo, debe encontrarse el punto de equilibrio entre lo que es una saludable economía y la seguridad, además de la eficiencia con que debe operar la instalación eléctrica.
Normatividad.
Cualquier instalación eléctrica, sea residencial, comercial, industrial o de cualquier otro tipo, está regulada por la Norma Oficial Mexicana, en este caso la NOM-001-SEDE_Vigente. Entonces, todo lo que se realice en una instalación debe sustentarse en ella.
Cualquier instalación eléctrica, sea residencial, comercial, industrial o de cualquier otro tipo, está regulada por la Norma Oficial Mexicana, en este caso la NOM-001-SEDE_Vigente. Entonces, todo lo que se realice en una instalación debe sustentarse en ella.
Eficiencia.
Está en relación directa con la construcción y terminado de la instalación eléctrica. Se refiere al grado o nivel con que se entrega la energía a los aparatos receptores, respetando en ello, los datos de placa (o etiqueta de datos) de los mismos, tales como: voltaje, frecuencia, etc.
Está en relación directa con la construcción y terminado de la instalación eléctrica. Se refiere al grado o nivel con que se entrega la energía a los aparatos receptores, respetando en ello, los datos de placa (o etiqueta de datos) de los mismos, tales como: voltaje, frecuencia, etc.
Mantenimiento.
Debe llevarse a cabo periódicamente, reparando y/o remplazando las partes dañadas que se descubren al estar revisando sistemáticamente a toda la instalación eléctrica.
Debe llevarse a cabo periódicamente, reparando y/o remplazando las partes dañadas que se descubren al estar revisando sistemáticamente a toda la instalación eléctrica.
Distribución
de elementos, aparatos, equipos, etc.
Es importante debido a
que no se deben dejar puntos o lugares en la instalación en donde se presenten
sobrecargas, ya que ello origina el calentamiento de los conductores. Importa
también la distribución adecuada de las lámparas (incandescentes, fluorescentes
o ahorradoras), ya que debe existir uniformidad en la iluminación.
Accesibilidad.
Cuando se va a
proporcionar mantenimiento a la instalación eléctrica es importante que se
pueda llegar fácilmente a todas sus partes. En función de ello está la
disposición de los equipos de control, y equipo que demanda energía como es el
caso de motores eléctricos.
Estética.
Estética se relaciona con
belleza. Las instalaciones eléctricas después de que satisfacen los aspectos de
seguridad y eficiencia se diseñan para agradar a los usuarios. Dentro de este
rubro se incluyen tipos de luminarias, dispositivos de control inalámbrico,
sensores de movimiento, etc.
Simbología común utilizada en Instalaciones Eléctricas Residenciales y Comerciales.
Muchos de los símbolos utilizados en planos de instalaciones eléctricas residenciales y comerciales no están estandarizados, por esa razón a veces encontramos diferencias entre ellos.
Apagador sencillo.
Apagador de tres vías o “de escalera”.
Motobomba.
Contacto monofásico (simple o sencillo).
Interruptor termomagnético.
Arbotante incandescente intemperie.
Arbotante incandescente interior.
Salida para teléfono.
Salida para televisión.
Lámpara incandescente exterior para pasillos.
Lámpara incandescente exterior para vigilancia.
Botón de timbre o zumbador.
Lámpara de alberca.
Apagador de 4 vías o de paso.
Caja de conexiones.
Contacto trifásico.
Contacto trifásico en piso.
Tubería por pared o techo.
Tubería por piso.
Lámpara fluorescente.
Zumbador.
Timbre.
Campana musical.
Línea que sube y línea que baja.
Acometida.
Control de ventilador.
Aire acondicionado.
Alarma.
Medidor, registro o watthorimetro.
Salida para radio frecuencia modulada.
Corriente continúa y alterna.
Interruptor de seguridad.
Policontacto trifásico.
Salida especial.
Tierra.
Interfon.
Interruptor de navaja con fusible.
Centro de carga.
Policontacto monofásico.
Cruce y conexión de conductores.
Cruce de líneas sin conexión.
Lámpara incandescente de centro.
Contacto sencillo tipo intemperie.
Ventilador tipo industrial.
Contacto sencillo en piso.
Corriente continúa.
Corriente alterna.
Ventilador de techo.
Diagrama Unifilar
UNIFILAR se refiere a una sola línea para
indicar conexiones entre diferentes elementos, tanto de conducción como de
protección y control.
Los
diagramas de todo tipo son muy útiles cuando se trata de interpretar de manera
sencilla por donde se conduce y hasta donde llega la electricidad,
generalmente incluyen dispositivos de control, de protección y de medición,
aunque no se limitan solo a ello.
Para el
caso de los Diagramas Unifilares estos
se recomiendan en planos de Instalaciones Eléctricas de todo tipo, pero sobre
todo cuando estas incluyen varios circuitos o ramales. Se complementan de
manera esencial con los Diagramas de Conexiones.
Con ambos esquemas el que realiza una instalación eléctrica sabe
perfectamente el orden que lleva el circuito general y como está distribuida la
instalación en diferentes circuitos derivados.
No
existe una Norma Oficial respecto de la elaboración de estos diagramas, por lo
tanto la forma de hacerlos se deja prácticamente a criterio del electricista,
eso si, respetando siempre la simbología oficial en materia de
Instalaciones Eléctricas. Puedes hacerlos en forma vertical o bien horizontalmente.
En
la figura te muestro dos formas de diagramas
unifilares que
esencialmente significan lo mismo. Seguramente si investigas en internet
encontrarás más formas con variaciones tanto de símbolos como de diseño.
Los
diagramas muestran elementos tales como:
Acometida.
Medidor.
Registro, Watthorimetro o Kilowatthorimetro.
Interruptor principal o Interruptor general.
Centro de Carga o tablero de distribución.
Medidor.
Registro, Watthorimetro o Kilowatthorimetro.
Interruptor principal o Interruptor general.
Centro de Carga o tablero de distribución.
Tal como
se muestra en la imagen, el interruptor de seguridad y el centro de carga
pueden ser expresados de diferente manera. Por lo general las capacidades
de los fusibles y las pastillas termomagnéticas se escriben al lado del
símbolo.
Los denominados Diagramas de Conexiones son similares a los diagramas unifilares, solo que a diferencia de
estos últimos incluyen toda la serie de circuitos derivados que estarán
conectados a cada una de las fases. Incorporan símbolos de interruptores
termomagnéticos o de fusibles indicando su capacidad de protección.
Los Diag.
De Conexiones son
el complemento ideal para los diagramas
unifilares, con ambos esquemas los electricistas que “leen”
un plano pueden saber fácilmente como se distribuye la energía eléctrica al
interior de una residencia o comercio.
En
la figura puedes observar que el Neutro pasa limpiamente hacia el
interior de la instalación eléctrica.
No
es común utilizarlos cuando se trata de instalaciones eléctricas monofásicas.
Para
su elaboración se siguen criterios individuales ya que se carece de una Norma
Oficial que los regule. Pueden dibujarse en forma horizontal o vertical y
pueden incluir los lugares que alimentan, (circuitos: c1, c2, c3, etc, L1, L2,
L3, etc.) sean áreas específicas de centros comerciales, conjuntos de viviendas
de muy bajo consumo, etc.
Factor de corrección por
temperatura.
Si va a realizar una Instalación Eléctrica (de cualquier
tipo y tamaño) y la temperatura ambiente del lugar rebasa los 30°C, se tendrá
que agregar a los cálculos “normales” un factor adicional llamado: “Factor
de Corrección por Temperatura”.
Y es que, si la temperatura ambiente es alta influye desfavorablemente en la conducción de electricidad, debido a que aumenta la resistencia eléctrica. Por el contrario, a menor temperatura se conduce mejor, de hecho hay un fenómeno llamado Superconductividad en el que se anula prácticamente la resistencia de un conductor provocando una corriente eléctrica por él por tiempo indefinido, pero que actualmente solo es posible conseguirlo con algunos materiales a temperaturas muy bajas (-200 °C).
Y es que, si la temperatura ambiente es alta influye desfavorablemente en la conducción de electricidad, debido a que aumenta la resistencia eléctrica. Por el contrario, a menor temperatura se conduce mejor, de hecho hay un fenómeno llamado Superconductividad en el que se anula prácticamente la resistencia de un conductor provocando una corriente eléctrica por él por tiempo indefinido, pero que actualmente solo es posible conseguirlo con algunos materiales a temperaturas muy bajas (-200 °C).
Existe una tabla de la
NOM-001-SEDE_Vigente que incluye la serie de valores que se tendrán que tomar en cuenta cuando la
temperatura ambiente sea mayor de los 30°C.
Después de determinar por el método que sea el calibre apropiado del conductor, se multiplica la cantidad de amperes que soporta éste por el factor correspondiente a la temperatura de operación de la instalación eléctrica.
Después de determinar por el método que sea el calibre apropiado del conductor, se multiplica la cantidad de amperes que soporta éste por el factor correspondiente a la temperatura de operación de la instalación eléctrica.
Cómo realizar un balance de cargas.
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Diferentes tipos de conductores eléctricos:
Alambre: estos cables tienen un único hilo de cobre recubierto de aislante. Son utilizados para electrificar el sistema eléctrico principal, entregando corriente a enchufes y cajas eléctricas así como también a aparatos eléctricos conectados a la red directamente.
Paralelo: Cuando la cubierta aislante de dos
cables está unida al centro y generalmente es del miso color, estamos frente a
un paralelo.
Uno de los principales aspectos que debe cuidarse en la realización de cualquier tipo de instalación eléctrica son los amarres, (también llamados: empalmes, derivaciones o simplemente uniones) de los diferentes conductores, ya que de no hacerse con precisión son causa de “cortos circuitos” de consecuencias graves.
Un buen amarre, empalme, derivación o unión significa un excelente contacto físico “fijo” entre dos o más alambres o cables.
Cuando un empalme tiene “juego” es causa de “chispazos” lo que al final de cuentas puede ocasionar problemas mayores en la instalación eléctrica residencial y/o comercial.
Existen diferentes tipos de uniones, pero las más comunes son las siguientes: Cola de rata, Western Corto, Western Largo, Derivación Simple, Derivación Doble, mismas que se muestran en la gráfica.
Western cortó. Utilizado en líneas telegráficas. Su intención es soportar grandes esfuerzos mecánicos. Generalmente consta de dos espiras largas y cinco cortas.
Western largo. Similar al anterior su objetivo es obtener mayor resistencia mecánica. Mínimo seis espiras cortas y largas.
Cola de rata. Mínimo seis espiras largas y tres cortas. Una de las puntas se deja más larga que la otra (aproximadamente dos centímetros) para “cubrir” la otra punta con espiras cortas.
Derivación doble. Se utiliza cuando se desea obtener dos líneas a partir de una. En los tres casos mostrados el mínimo de espiras cortas es de seis por conductor derivado y el mayor es de dieciséis.
Derivación de nudo sencillo. Su objetivo es la resistencia mecánica. Mínimo seis espiras cortas.
Derivación de nudo doble. Superior a la primera asegura un buen contacto eléctrico y una excelente resistencia a la tensión mecánica.
Derivación final. Utilizada para terminar una línea. Por lo regular consta de siete espiras cortas y otras tres para terminar. Las primeras siete espiras cortas se realizan encima del conductor alimentador luego se dobla éste y se termina con otras tres espiras.
Empalme recto britannia. Su realiza para unir dos alambres gruesos utilizando alambre delgado que después se suelda.
Derivación de antena. Consta de aproximadamente seis espiras cortas y una larga. Asegura buen contacto al bajar el alambre de la antena. El cable de la antena debe estirarse.
Balance,
“balanceo” o equilibrio de cargas se refiere a lo mismo, es la distribución que
debe hacer todo técnico o ingeniero electricista de las cargas existentes en
una instalación eléctrica, de tal manera que las fases que la alimentan lo
hagan más o menos en la misma proporción para todas. Si la instalación es
monofásica es obvio que no se requerirá ningún balance. Si la instalación es
bifásica o trifásica por norma oficial se tiene que hacer.
El equilibrio de las cargas tanto en anteproyectos como físicamente (midiendo las corrientes que circulan por los conductores alimentadores) siempre es una estimación, es sumamente complicado balancearlas y que se mantengan en constante equilibrio a lo largo de las 24 horas del día, es prácticamente imposible dado que su naturaleza es variable tanto en residencias como en comercios o en industrias, pero debe hacerse y debe buscarse que sea lo más cercano posible al equilibrio ideal en donde circularía exactamente la misma cantidad de corriente en las dos o en las tres fases requeridas para alimentarlas.
El desbalance permitido no debe exceder al 5%, lo que quiere decir que las cargas totales conectadas a cada Fase de un sistema bifásico o trifásico no deben ser diferentes una de la otra en un porcentaje mayor al 5%.
El equilibrio de las cargas tanto en anteproyectos como físicamente (midiendo las corrientes que circulan por los conductores alimentadores) siempre es una estimación, es sumamente complicado balancearlas y que se mantengan en constante equilibrio a lo largo de las 24 horas del día, es prácticamente imposible dado que su naturaleza es variable tanto en residencias como en comercios o en industrias, pero debe hacerse y debe buscarse que sea lo más cercano posible al equilibrio ideal en donde circularía exactamente la misma cantidad de corriente en las dos o en las tres fases requeridas para alimentarlas.
El desbalance permitido no debe exceder al 5%, lo que quiere decir que las cargas totales conectadas a cada Fase de un sistema bifásico o trifásico no deben ser diferentes una de la otra en un porcentaje mayor al 5%.
La
fórmula para determinar el desbalance es la siguiente:
%Desbalance =
[(CargaMayor–CargaMenor)x(100)]/(CargaMayor)
Un
poco más simple…
%D = (CM-cm)x100/CM
Veamos un caso…
Tienes
el siguiente cuadro de cargas.
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Observa que la instalación
tiene varios circuitos (C1, C2, C3, C4 y C5), cada uno controlado por un
interruptor termomagnético ubicado en el centro de carga.
Puesto que la carga total es de 8,683 Watts entonces son dos fases
las que alimentarán a dicha instalación (acometida bifásica 2F-1N, o también se
le llama monofásica a 3 hilos).
Resulta obvio que uno o más circuitos deben estar conectados a
cada fase (dos fases en este caso). Por ejemplo: C1 y C2 podrían
alimentarse/conectarse por/en la Fase 1 mientras que C3, C4 y C5 por/en la Fase
2, resultando el arreglo de la siguiente figura.
Apliquemos
la fórmula para saberlo.
C1+C2,
que están conectadas a la Fase 1 suman…
3420
+ 2105 = 5525 W.
C3+C4+C5,
que están conectadas a la Fase 2 suman…
1010
+ 1775 + 373 = 3158 W.
Resultando:
Carga Mayor = 5525 W, y carga menor = 3158 W.
Sustituyendo
en la fórmula:
%D
= (CM-cm) x100/CM = (5525-3158) (100)/5525 = 42.84%
Obtenemos
un ENORME desequilibrio del 42.84%
¿Cómo corregirlo?
Se necesita “reacomodar” las cargas. Por ejemplo podría hacer el siguiente arreglo. Observa cómo cambió la colocación de los circuitos en las Fases.
Se necesita “reacomodar” las cargas. Por ejemplo podría hacer el siguiente arreglo. Observa cómo cambió la colocación de los circuitos en las Fases.
C1
+ C5 = 3420 + 373 = 3793 W.
C2+C3+C4
= 2105+1010+1775 = 4890 W.
Por
lo tanto CM = 4890 W. Y cm = 3793 W.
Aplicando
la fórmula…
%D
= (CM-cm) x100/CM = (4890-3793)(100)/4890 = 22.43%
El
porcentaje bajó del 42.84% al 22.43% pero todavía rebasamos el 5% permitido así
que nuevamente procedemos a reacomodar cargas.
Probemos el siguiente
arreglo.
C1+C3 = 3420+1010 = 4430
Watts.
C2+C4+C5 =
2105+1775+373 = 4253 Watts.
%D
= (4430-4253)100/4430 = 3.99 %
El resultado es menor del 5%, por lo tanto este es el arreglo
que debes elegir (a menos que existiera una mejor alternativa).
Físicamente implicaría que en el centro de carga se “movieran” los circuitos (o los interruptores termomagnéticos los cuales protegen a cada circuito) intercambiándolos de una Fase a otra hasta que queden igual que en el arreglo anterior.
Factor de relleno.
El Factor de Relleno permite calcular el diámetro de la tubería que se utiliza en una Instalación Eléctrica.
Físicamente implicaría que en el centro de carga se “movieran” los circuitos (o los interruptores termomagnéticos los cuales protegen a cada circuito) intercambiándolos de una Fase a otra hasta que queden igual que en el arreglo anterior.
Factor de relleno.
El Factor de Relleno permite calcular el diámetro de la tubería que se utiliza en una Instalación Eléctrica.
En
Instalaciones Eléctricas Residenciales de pequeña capacidad que van de los
2,500 a los 5,500 Watts, puedes utilizar tubería conduit de 3/4″ para alojar
hasta ocho conductores combinados de calibres números 10, 12 y 14. Menores
de 2,500 Watts, hasta 6 conductores combinados de calibre números 12 y 14
puedes utilizar tubo conduit de 1/2″. -Sin embargo la tendencia actual es
utilizar un diámetro mínimo de 3/4″-
Para instalaciones eléctricas residenciales mayores de 5,500 Watts con combinaciones de varios calibres de conductores, debes realizar cálculos utilizando las siguientes tablas, las cuales lógicamente también puedes utilizar -si quieres- para aquellas instalaciones que menores de 5,500 Watts.
Para instalaciones eléctricas residenciales mayores de 5,500 Watts con combinaciones de varios calibres de conductores, debes realizar cálculos utilizando las siguientes tablas, las cuales lógicamente también puedes utilizar -si quieres- para aquellas instalaciones que menores de 5,500 Watts.
Ejemplo...
Determinar el diámetro de la tubería conduit requerida
para alojar un total de 5 conductores (alambre). 2 calibre No. 10
y 3 calibre No. 12
Solución.
(Todo se reduce a una simple suma de áreas de los conductores dependiendo de la
marca del mismo).
Para el caso de conductores de la marca No. 10. su diámetro total exterior es: 4.19 mm, por lo que el área resulta: A=(Π)(diám²)/4=(3.1416)(4.19²)/4 = 13.78 mm².
Para el caso de conductores de la marca No. 10. su diámetro total exterior es: 4.19 mm, por lo que el área resulta: A=(Π)(diám²)/4=(3.1416)(4.19²)/4 = 13.78 mm².
Puesto
que son dos conductores calibre No. 10 entonces resultan: 27.57
mm².
Para
el caso de conductores de la marca CONOFLAM No. 12. su diámetro total
exterior es: 3.65 mm, por lo que el área resulta:
A=(Π)(diám²)/4=(3.1416)(3.65²)/4 = 10.46 mm².
Puesto
que son tres conductores calibre No. 12 entonces resultan: 31.39
mm².
Sumando
ambos totales resulta un área global de 58.96 mm².
Debido
a que son más de dos conductores alojados en la tubería el factor de relleno es
del 40% de acuerdo a las tablas mostradas aquí.
Al
revisar la tabla de arriba en la columna correspondiente a: más
de dos conductores fr=40% puede
verse 78 mm² para
la tubería de media pulgada (dato ubicado a la izquierda de la misma tabla) con
lo que se deduce que dicha tubería (de media pulgada) es la correcta para
alojar a los cinco conductores mencionados.
Aunque… como ya se dijo, la
tubería de 3/4″ es la que se está utilizando como mínimo diámetro en
Instalaciones Eléctricas Residenciales.
Instalación Bifásica. (Menor de 10,000 Watts).
Supongamos
que tienes que determinar el calibre de los alimentadores principales de una
Instalación Eléctrica Residencial cuya carga total es de 8,900 Watts, resultado
de sumar cargas monofásicas fijas, como son: alumbrado, contactos (180 Watts),
y motobomba. De acuerdo a la clasificación que hace la CFE para las
instalaciones eléctricas en este caso resulta ser Bifásica. Considera un f.p.
de 0.9, un factor de demanda o utilización de 0.75 y una temperatura ambiente
de 32 ºC (un lugar templado).
P=8,900 W.
I=8,900/(2×127×0.9)=38.93 A.
Ic=38.93×0.75=29.19 A.
I=8,900/(2×127×0.9)=38.93 A.
Ic=38.93×0.75=29.19 A.
En
la tabla 310-16 de la NOM-001 resulta conductor
(alambre o cable) THW calibre No. 10 AWG (5.26 mm2) a 75 ºC como temperatura máxima de
operación, que puede conducir
hasta 35 Amperes suficientes en este caso y además con un buen margen de
seguridad.
Sin
embargo…
Como
la temperatura ambiente es de 32 ºC (lo cual significa una disminución
real de la conducción de corriente para cualquier conductor que esté a
más de 30 ºC), revisando la parte baja de la tabla 310-16 de la NOM se obtiene el dato 0.94,
entonces los 35 Amperes del conductor en realidad solo son:
I real=35×0.94=32.9 Amp.
Lo
que se debe hacer ahora es comparar este
nuevo dato con la corriente corregida (Ic) que se había obtenido (29.19 Amp.)
Al hacerlo se puede ver que la I real aun supera a la corriente corregida
en más de 3 Amperes. Por lo tanto concluimos que dicho conductor hasta
este punto es adecuado como alimentador principal.
Pero…
todavía hace falta considerar el factor de corrección por agrupamiento el cual
depende directamente del número de conductores alojados en la tubería, ya que
al estar juntos se genera calor que influye otra vez sobre la capacidad de
conducción del conductor eléctrico.
Supongamos
que por cualquier tramo de tubería conduit por necesidad están alojados los 2
conductores alimentadores principales (fases) calibre 10 y el neutro en calibre
8 (el Neutro en instalaciones bifásicas siempre es mayor en un calibre cuando
es común a ambas fases), pero además están alojados otros 6 conductores en
calibre 12. En total son 9 conductores, y al revisar la tabla 310-15(g), resulta un 70% de disminución efectiva
de la capacidad de cualquier conductor en estas condiciones de agrupamiento,
entonces la capacidad del conductor que ya se había reducido a 32.9 por el
factor de corrección por temperatura se reduce todavía más a:
I
definitiva=32.9×0.7=23.03
Amp. Cabe
mencionar que es en un solo tramo de la tubería conduit, pero por seguridad
puede asumirse este criterio para toda la tubería.
Se
puede observar entonces que el calibre #10 debido a las condiciones de
temperatura y agrupamiento reduce drásticamente su capacidad de conducción
hasta 23 Amperes por lo cual concluimos que ese calibre no es apropiado
para transportar los 29.19 Amperes que resultaron en la corriente corregida.
Por lo tanto aumentamos un calibre resultando THW No. 8 AWG
(8.37 mm2), el cual
está diseñado para conducir hasta 50 Amperes a 75 ºC como temperatura
máxima de operación.
Ahora comprobemos si este nuevo calibre es adecuado aplicando los
factores de corrección por temperatura y de agrupamiento.
I real=50×0.94=47 Amp.
I definitiva=47×0.7=32.9 Amp.
I definitiva=47×0.7=32.9 Amp.
Resultan 32.9 Amperes, existiendo un excedente de 3.71 Amperes
para los 29.19 A. que habíamos calculado en la corriente corregida, por lo cual
elegimos este calibre.
En conclusión para este caso utilizarías 2 conductores calibre #8 AWG, uno para cada Fase y un conductor calibre #6 AWG para el Neutro, a 75ºC como temperatura máxima de operación.
Si dispones de una doble protección (fusibles y termomagnéticos), los fusibles para cada Fase pueden ser de 40 Amperes y los interruptores termomagnéticos en el centro de carga podrían ser de 30 Amperes o menos, dependiendo del circuito/carga que se tratara.
Para el cálculo del diámetro de la tubería conduit pensemos en un tramo de tubería el cual alojara a nueve conductores comunes más el conductor de tierra (esto lo obtienes al realizar el anteproyecto de la instalación, viendo los lugares en donde existen mayor número de conductores). Tenemos en total 10 conductores de los siguientes calibres: 1 No. 6, 2 No. 8; 1 No. 10 y 6 No. 12.
Tendrías que sumar las áreas resultantes de los diferentes diámetros exteriores de los conductores y puedes hacerlo para diferentes marcas de fábrica.
En conclusión para este caso utilizarías 2 conductores calibre #8 AWG, uno para cada Fase y un conductor calibre #6 AWG para el Neutro, a 75ºC como temperatura máxima de operación.
Si dispones de una doble protección (fusibles y termomagnéticos), los fusibles para cada Fase pueden ser de 40 Amperes y los interruptores termomagnéticos en el centro de carga podrían ser de 30 Amperes o menos, dependiendo del circuito/carga que se tratara.
Para el cálculo del diámetro de la tubería conduit pensemos en un tramo de tubería el cual alojara a nueve conductores comunes más el conductor de tierra (esto lo obtienes al realizar el anteproyecto de la instalación, viendo los lugares en donde existen mayor número de conductores). Tenemos en total 10 conductores de los siguientes calibres: 1 No. 6, 2 No. 8; 1 No. 10 y 6 No. 12.
Tendrías que sumar las áreas resultantes de los diferentes diámetros exteriores de los conductores y puedes hacerlo para diferentes marcas de fábrica.
No.
6; Área = (Πx7.6²)/4 = 45.36 mm²
No. 8; Área = (Πx5.5²)/4 = 23.75 mm², en dos conductores resultan: 47.5 mm²
No. 10; Área = (Πx4.1²)/4 = 13.20 mm²
No. 12; Área = 10.17 mm², en seis conductores resultan: 61.02 mm²
No. 8; Área = (Πx5.5²)/4 = 23.75 mm², en dos conductores resultan: 47.5 mm²
No. 10; Área = (Πx4.1²)/4 = 13.20 mm²
No. 12; Área = 10.17 mm², en seis conductores resultan: 61.02 mm²
En
total resultan: 167.08 mm².
Revisando
la tabla para diámetros de tubería para más de dos conductores (40%
utilizable), resulta un diámetro de una pulgada, el cual puede alojar
hasta 222 mm² por lo que se concluye que esta es la tubería adecuada.
No olvides que debes equilibrar las cargas conectadas a cada una de las Fases.
No olvides que debes equilibrar las cargas conectadas a cada una de las Fases.
Diferentes tipos de conductores eléctricos:
Alambre: estos cables tienen un único hilo de cobre recubierto de aislante. Son utilizados para electrificar el sistema eléctrico principal, entregando corriente a enchufes y cajas eléctricas así como también a aparatos eléctricos conectados a la red directamente.
Cordón: Este tipo de conductor tiene un eje de
cobre hecho con muchos hilos delgados de cobre y va recubierto exteriormente
con aislante. Son flexibles y por lo general se usan para conectar artefactos
eléctricos tales como lámparas a enchufes de muro.
Uno de los principales aspectos que debe cuidarse en la realización de cualquier tipo de instalación eléctrica son los amarres, (también llamados: empalmes, derivaciones o simplemente uniones) de los diferentes conductores, ya que de no hacerse con precisión son causa de “cortos circuitos” de consecuencias graves.
Un buen amarre, empalme, derivación o unión significa un excelente contacto físico “fijo” entre dos o más alambres o cables.
Cuando un empalme tiene “juego” es causa de “chispazos” lo que al final de cuentas puede ocasionar problemas mayores en la instalación eléctrica residencial y/o comercial.
Existen diferentes tipos de uniones, pero las más comunes son las siguientes: Cola de rata, Western Corto, Western Largo, Derivación Simple, Derivación Doble, mismas que se muestran en la gráfica.
Western cortó. Utilizado en líneas telegráficas. Su intención es soportar grandes esfuerzos mecánicos. Generalmente consta de dos espiras largas y cinco cortas.
Western largo. Similar al anterior su objetivo es obtener mayor resistencia mecánica. Mínimo seis espiras cortas y largas.
Cola de rata. Mínimo seis espiras largas y tres cortas. Una de las puntas se deja más larga que la otra (aproximadamente dos centímetros) para “cubrir” la otra punta con espiras cortas.
Derivación doble. Se utiliza cuando se desea obtener dos líneas a partir de una. En los tres casos mostrados el mínimo de espiras cortas es de seis por conductor derivado y el mayor es de dieciséis.
Derivación de nudo sencillo. Su objetivo es la resistencia mecánica. Mínimo seis espiras cortas.
Derivación de nudo doble. Superior a la primera asegura un buen contacto eléctrico y una excelente resistencia a la tensión mecánica.
Derivación final. Utilizada para terminar una línea. Por lo regular consta de siete espiras cortas y otras tres para terminar. Las primeras siete espiras cortas se realizan encima del conductor alimentador luego se dobla éste y se termina con otras tres espiras.
Empalme recto britannia. Su realiza para unir dos alambres gruesos utilizando alambre delgado que después se suelda.
Derivación de antena. Consta de aproximadamente seis espiras cortas y una larga. Asegura buen contacto al bajar el alambre de la antena. El cable de la antena debe estirarse.
Tomas de corriente, contactos, enchufes o receptáculos.
Conectar una toma de corriente a la línea de
alimentación principal o circuito derivado es de lo más fácil, simplemente se
deriva de los conductores alimentadores: la FASE y el NEUTRO. Conecta cada
conductor a cada uno de los tornillos del contacto como te lo indico en la
figura, el tornillo de la ranura mayor se conecta al NEUTRO, y
el otro a la FASE.
Cuando se trabaja con contactos ATERRIZADOS el orificio circular del receptáculo
se conecta a un alambre que esté conectado a tierra, mismo que
puedes localizar entre el grupo de conductores de la instalación. Si no
existiera dicho conductor el tornillo puede quedar desconectado (aunque lo
recomendable de acuerdo a la NOM-001-SEDE-Vigente es que esté conectado).
Por regla general el conductor a tierra tiene
aislamiento verde (o verde amarillo) y proviene de una instalación especial que
lamentablemente en la gran mayoría de las instalaciones eléctricas
residenciales y en viviendas de interés social de nuestro país no existe.
Apenas empezamos a tomar conciencia respecto de la protección por este medio
(la conexión a tierra es para canalizar cualquier descarga de un aparato hacia
tierra física y con ello proteger a las personas).
Los contactos comunes pueden
tener conectados aparatos que no sobrepasen los 15
Amperes.
Para saber cuántos Amperes circulan por un
aparato puedes verificarlo en sus datos de placa. Si no encuentras el dato,
puedes determinarlo con suficiente aproximación utilizando la fórmula I=P/V también conocida como Ley
de Watt.
Si el aparato no tiene impresa la corriente
que circula por él (cosa común) debe tener escrita la potencia eléctrica que
consume (cosa común).
Por ejemplo, suponiendo que
quisieras saber con aproximación cual es la corriente que circula por un foco
de 100 Watts conectado a una línea de 127 Volts, tendrías que hacer la
siguiente operación: I=100/127=0.78 Amp.
Forma correcta de conectar un conductor al tornillo de un dispositivo.
Además de los empalmes o amarres los cuales
deben realizarse con la mayor firmeza posible está el “apriete” de los
tornillos a la hora de conectar diferentes dispositivos como son interruptores,
contactos, sockets, etc.
La forma correcta de colocar un conductor en
un tornillo es la que se muestra en la figura, SIEMPRE
DEBES SEGUIR EL SENTIDO DE GIRO DEL TORNILLO, SI LO HACES AL REVÉS ES MÁS FÁCIL
QUE EL ALAMBRE SE SUELTE.
Cuando se trabaja con cable ,
igual debe respetarse el sentido de “apriete” del tornillo, sin embargo, antes
de colocarlo para apretarlo, “tuércelo” para que toda la serie de hilos que lo
conforman integren una unidad más sólida, eso evitará que se rompan o se
desprendan con facilidad algunos hilos y luego se presenten sobrecalentamientos
en los que queden unidos al tornillo al tener que soportar toda la corriente
que alimenta un aparato (sucede con planchas eléctricas por el movimiento
continuo del aparato).
Otra de
las cosas que deben cuidarse a la hora de colocar un alambre en un
tornillo es no dejar desnuda gran parte del conductor, solo lo necesario, tal
como se muestra en la figura.
Caída de Tensión en Instalaciones Eléctricas.
Es un
fenómeno que se presenta en los conductores eléctricos cuando se alimenta a una
carga a cierta distancia del punto de alimentación. Esto quiere decir que
cuando se va a suministrar energía eléctrica por ejemplo a un foco (lámp.
incandescente), no es lo mismo que el foco esté a tres metros del alimentador
que a cincuenta.
En una buena instalación eléctrica residencial, la diferencia entre los
voltajes no debe ir más allá de los dos o máximo tres Volts, de la entrada de
la casa hasta la última habitación. Hay viviendas en donde el voltaje es el
mismo en la entrada que hasta el fondo.
Se supone que la empresa que suministra la
energía eléctrica (en nuestro caso la C.F.E.) debe hacernos llegar un voltaje
de 127 Volts a nuestras casas, cosa que sería muy rara a menos que tuviéramos
el transformador que alimenta a la zona frente a nuestra residencia. Por lo
regular este aparato que es el alimentador general para un conjunto de casas,
está ubicado a 10, 20, 30, 50, 80, o más metros de nuestra residencia.
Por esta razón se utilizan líneas de
distribución aéreas que distribuyen la energía eléctrica hacia todas las casas
utilizando conductores eléctricos colocados en postes, o bien tuberías
especiales cuando las líneas de distribución son subterráneas en las grandes
ciudades. En cualquier caso hay conductores eléctricos que van del
transformador hasta una casa-habitación.
Si la distancia entre el
transformador y la residencia es muy grande la cantidad de conductor utilizado
para hacerte llegar la energía eléctrica es muy grande por lo que existirá una
mayor caída de tensión, y si es menor entonces si tendrás los 127 Volts.
Ahora bien, todos los aparatos eléctricos
están diseñados para funcionar a voltajes ligeramente inferiores o superiores
al que muestran en su etiqueta de datos (o placa de datos), la cual
generalmente consigna un voltaje de 115 Volts, los
fabricantes ya consideran que a tu casa no van a llegar los 127 Volts,
precisamente por la caída de
tensión).
La forma de “controlar” la caída de tensión
es incrementando el grosor del conductor, o sea aumentando un calibre después
de hacer el cálculo del mismo.
Se asume como regla lo siguiente: “Para
una determinada corriente eléctrica a mayor longitud del conductor (1,2) mayor
es la caída de tensión. También a menor grosor del conductor (3,4), es mayor la
caída de tensión”.
Así que, cuando realices una instalación
eléctrica sea del tipo que fuere, evita las vueltas, curvas y todo aquello que
lo único que hace es que el conductor sea más largo y tengas por consiguiente
una mayor caída de tensión.
