Instalaciones Eléctricas Generalidades 96w2z

CAPITULO I. GENERALIDADES I.

IMPORTANCIA DE LAS INSTALACIONES ELECTRICAS 1.1. DEFINICIÓN: Es el conjunto de elementos que permiten transportar y distribuir energía eléctrica, desde el punto de suministro hasta los equipos que la utilizan. Entre

estos

elementos

tenemos:

Tableros,

interruptores,

transformadores, bancos de capacitores, dispositivos sensores, dispositivos de control local o remoto, cables, conexiones, os canalizaciones y soportes. 1.2. OBJETIVOS Una instalación eléctrica debe distribuir energía eléctrica a los equipos conectados de una manera segura y eficiente. Además debe ser económica, flexible y de fácil . Seguridad: Cuando no representa riesgos para los s ni para los equipos que alimenta o que están cerca. Existen elementos que pueden utilizarse para proteger a las personas que trabajan cerca de una instalación eléctrica. 

Conexión a tierra: De todos las partes metálicas que están accesibles.



Mecanismos que impiden abrirse el tablero mientras esté energizado.



Tarimas de madera donde se operan interruptores.



Candados, letreros, alambrado, etc. Elementos que impiden el paso.

Eficiencia:

El

diseño

de

una

instalación

debe

hacerse

cuidadosamente para evitar consumos innecesarios, ya sea por

pérdidas en los elementos o por la imposibilidad para desconectar equipos o secciones de alumbrado mientras éstas no se estén utilizando. Economía: Todo proyecto de ingeniería tiene que considerar las implicancias económicas. Esto quiere decir que el ingeniero debe pensar en la realización de un proyecto con la menor inversión posible. Flexibilidad: Es aquella que pueda adaptarse a pequeños cambios. Por ejemplo una instalación aparente es mucho más flexible que una instalación ahogada-Accesibilidad: Debe tener las previsiones necesarias para permitir el a todas aquellas partes que puedan requerir mantenimiento. Por ejemplo: Espacios para montar o desmontar equipos y pasillos en la parte posterior de los tableros. 1.3. CLASIFICACION DE INSTALACIONES ELECTRICAS Por su nivel de Voltaje: 

Instalaciones no peligrosas : V < 12 voltios.



Instalaciones de Baja Tensión

: V< 750 voltios.



Instalaciones de Media Tensión

: 750Voltios < 15,000

voltios. NO existen límites precisos, algunos autores incluyen todos los equipos hasta 34 kv. 

Instalaciones de Alta Tensión: V> 15,000 voltios.

Por el Lugar de Instalación: 

Normales: Interiores o exteriores, en el caso de las exteriores que están a la intemperie deben tener rios necesarios (cubiertas, empaques y sellos), para evitar la penetración de agua de lluvia aún en condiciones de tormenta.



Especiales: Cuando se encuentra en áreas con ambientes

peligrosos, excesivamente húmedo o con grandes cantidades de polvo no combustible, o en zonas de explosión. 

En lugares húmedos: proteger contra la corrosión y usar aislante del tipo adecuado.



En lugares con mucho polvo: colocar extractores o cubiertas; estos polvos pueden impedir la disipación de calor.



En zonas de explosión: Usar materiales eléctricos anti inflamables y equipos herméticamente cerrados.

Por su duración: 

Temporales.



Definitivos

Por su modo de operación:  Normal.  Emergencia Por su construcción:  Abiertas

: Conductores visibles.

 Aparentes

: En ductos o tubos.

 Ocultos

: Dentro de es.

 Ahogados

: En muros, techos o pisos.

1.4. CODIGOS Y NORMAS Código Nacional de Electricidad. 1.5

VIDA DE UNA INSTALACION ELECTRICA Es complejo conocer o precisar la vida de una instalación ya que dependen de la ejecución de un proyecto, condiciones de uso, mantenimiento y medio ambiente.

Considerando una buena construcción, un adecuado mantenimiento puede durar tanto como el inmueble preste servicio, según W.B. Bassel (1976), la vida útil es de:

 45 años para vivienda.  60 años para almacenes.  45 para fábricas.  30 años para líneas de transmisión y distribución.  12 años para equipos eléctricos. Sin embargo debe revisarse en forma periódica y renovarse aquellos elementos que se consideren inseguros. ELEMENTOS QUE CONSTITUYEN UNA INSTALACIÓN ELECTRICA a. Acometida: Línea eléctrica que une la red eléctrica de alimentación con el sistema de medición

(propiedad de

compañía suministradora. b. Equipo de Medición: Medidor. c. Interruptores: Dispositivo que está diseñado para abrir o cerrar un circuito eléctrico por el cual está circulando una corriente. 

Interruptor General: Entre la acometida y el resto de la instalación.



Interruptor Derivado: Son los que están colocados para proteger y desconectar alimentadores de circuitos que distribuyen la energía eléctrica a otras secciones de la instalación o que energizan a otros tableros. Los interruptores termomagnéticos tienen un elemento electrodinámico con el que puede responder rápidamente

ante la presencia de un cortocircuito o sobrecargas, para eso se vale de un elemento bimetálico.



Relevador: Arreglo compuesto por un interruptor; or electromagnético ( bobina con núcleo de fierro) - relevador bimetálico, se utiliza para sobre cargas instantáneas de motores.

d. Transformador: equipo que se utiliza para cambiar el voltaje de suministro al voltaje requerido. e. Tableros:

Gabinete

donde

se

colocan

instrumentos,

interruptores, dispositivos de control, etc..  Tablero General.  Centros de control de motores.  Tableros de control o Derivados. f. Motores y equipo rios para motores: Su función es transformar la energía eléctrica en energía mecánica, cada motor debe tener su arrancador propio. g. Salidas para Alumbrado, Tomacorrientes y fuerza. h. Plantas de Emergencia: Funcionan mientras la red suministradora tenga caídas de voltaje importantes, fallas en alguna fase o interruptores del servicio. Constan en un motor de combustión interna acoplado a un generador de corriente alterna. i.

Sistema aTierra: Potencial cero.

j.

Interconexión: Unión de conductores (alambres o cables).

EFECTOS DE LA CORRIENTE ELECTRICA AL PASAR POR UN CONDUCTOR 

Aumenta su temperatura, debido a la resistencia que ofrece el conductor, esta resistencia puede ser usado en planchas, hornos eléctricos, etc. Cuando la resistencia

es grande el

calentamiento también es grande. 

Cuando la intensidad de la corriente es muy alta, el conductor puede ponerse incandescente como en el caso de los focos y dar luz.



También produce reacciones químicas, descomponiendo las soluciones ácidas.



Crea campo magnético.



Causa reacciones físicas – químicas que incluso puede causar la muerte.

2.

SISTEMA ELÈCTRICOS -

Sistema Monofásico: Tiene dos conductores; R

220 V.

S

-

Sistema Trifásico: R . Tres fases con 3 conductores:

380 V.

380 V.

220 V.

S fases con 04 conductores: . Tres

T

Neutro

380 V.

220 V.

220 V.

3.

CIRCUITOS ELÈCTRICOS: Es un conjunto de elementos que unidos de forma adecuada, permiten el paso de electrones. Son los modelos de nuestros dispositivos eléctricos reales, se representan con exactitud y se les puede aplicar con facilidad las técnicas matemáticas más avanzadas. 3.1. Elementos: Los circuitos eléctricos se componen de diferentes elementos que pueden dividirse en dos grupos: Los elementos pasivos y los elementos activos. Los elementos pasivos son elementos que solamente pueden disipar o almacenar energía, son modelos idealizados de dispositivos físicos utilizados en la práctica, tales como los resistores, los inductores o bobinas y los condensadores, y se denomina

resistencias,

inductancias y capacitancias. Los elementos activos en cambio pueden entregar energía al circuito y son modelos de dispositivos físicos reales, tales como baterías, pilas y generadores. Se denominan fuentes de tensión y de corriente. Estos elementos se conectan entre si para formar un circuito eléctrico. Para representar los circuitos usamos los siguientes símbolos:

Resistencia:

Inductancia:

Capacitancia:

Fuente de Tensión:

E

+

Fuente de Corriente:

I

R1

L1

+ E

-

C2

L2 C1

R2

I

Un foco ahorrador ´funciona igual que un fluorescente (ioniza el gas) solo que está formado por un circuito electrónico que permite

disminuir la carga eléctrica para ionizar el gas. Nudo. Punto del circuito donde se unen 3 o más conductores. Malla. Es cualquier recorrido cerrado por los conductores, de modo que ninguno sea tocado dos veces al hacer su recorrido. Circuito en Serie: R = R1 + R2 + R3 V =V1 + V2 + V3 i =i1 = i2 = i3

Circuito en Paralelo: 1/R

= 1/R1 + 1/R2

V1 = V 2 i =i1 + i2 3.2.

Propiedades: Las propiedades más importantes del circuito eléctrico son: 

Bajo el efecto de un estímulo

produce una respuesta que es

proporcional al estimulo. Si se duplica el estímulo, se duplica la respuesta. Se dice entonces que el circuito es lineal y la función que permite tener la respuesta es la función respuesta. 

Puede deformarse sin que por eso cambie su comportamiento.

Ejemplo: R1

a

R2

R1 C R3

b

c

a

d

R3 R4

R2 R4

b

d

3.3.

Variables de los Circuitos: Las variables principales que intervienen

en el análisis de los

circuitos son tres: la intensidad de la corriente, la tensión y la resistencia. La intensidad de Corriente: Representa la cantidad de carga positiva que fluye en la unidad de tiempo a través del elemento. i = q/t. La intensidad de corriente se mide en el sistema M.K.S. en amperios, el instrumento que se usa para medir la intensidad de corriente es el amperímetro y se instala en serie. DIMMER. Es un potenciómetro interruptor para regular la corriente en lámparas incandescentes. La Tensión: La tensión, o voltaje o diferencia de potencial, que existe entre dos nudos del circuito, representa la energía que gana o pierde una carga eléctrica positiva unitaria cuando se desplaza entre esos nudos. La unidad empleada en el sistema M.K.S. es el voltio. El instrumento que se utiliza para medir la tensión es el voltímetro y se instala en paralelo. Resistencia eléctrica. Es la oposición que ofrece un conductor al paso de la corriente eléctrica. La unidad empleada es el ohmio. El instrumento que se utiliza para medir la resistencia eléctrica en un conductor eléctrico es el ohmímetro. La resistencia de un conductor también se puede medir utilizando la siguiente relación: R= Donde:

L/S

: Resistividad eléctrica (Ωmm2 /m) L . Longitud del conductor (m) S : Sección del conductor (mm2) Las variables derivadas son: Energía Eléctrica. Es el trabajo necesario para hacer circular una carga eléctrica “q” desde un punto a otro de un circuito eléctrico, entre los que existe una diferencia de potencial. W = q.v = i.t.v. = V.i.t = i2.R.t. t = Es el tiempo que demora en pasar la corriente. Potencia Eléctrica: Es la capacidad de una máquina para producir energía.

P=

w v.i.t  v.i  i 2 R t t

P = Watts. i = Amperio R = Ohmio v = Voltaje

CONDUCTORES ELÉCTRICOS 1. Concepto Es todo cuerpo capaz de conducir o transmitir la electricidad. Los conductores eléctricos mas usados en las instalaciones eléctricas son elementos sólidos. Los materiales más utilizados en la fabricación de los conductores eléctricos son el cobre y el aluminio. Aunque ambos metales tienen una conductividad eléctrica excelente, el cobre constituye el elemento principal en la fabricación de conductores por sus notables ventajas mecánicas y eléctricas. La gran conductividad eléctrica permite una baja caída de tensión y calentamiento. El tipo de cobre que se utiliza en la elaboración de conductores eléctricos es el cobre electrolítico de alta pureza, 99.99%, dependiendo del uso que se le va dar, el cobre se presenta en los siguientes grados de dureza o temple: Temple duro y temple blando o recocido. 1.1.

Cobre de temple duro . Conductividad del 97% respecto al del cobre puro. . Resistividad eléctrica de 0,018 ohm x mm 2/m . Capacidad de ruptura a la carga entre 37 a 45 kg/mm 2 Se utiliza en la fabricación de conductores, para líneas aéreas de transporte de energía eléctrica, donde se exige una buena resistencia mecánica.

1.1.

Cobre de temple blando . Conductividad del 98% a la del cobre puro . Resistencia eléctrica de 0,017 ohmio x mm2/ m. . Carga de ruptura media de 25kg/mm 2. Se utiliza generalmente en instalaciones interiores

Las propiedades mecánicas del aluminio son inferiores a las del cobre, por lo que su utilización en líneas aéreas que precisan gran resistencia mecánica se alean con silicio y magnesio al 16%, obteniendo un compuesto denominado ALMELEC. 2. CALIBRE DE LOS CONDUCTORES ELECTRICOS .Sistema Americano El calibre se expresa por un número (sistema ASA) y una denominación AWG o MCM con una equivalencia en su sección en mm 2. .Sistema Europeo

El calibre se expresa por su sección nominal en mm 2.

3. Partes que componen los conductores eléctricos . Alma o elemento conductor . Aislamiento . Cubierta protectora 3..1. Alma o elemento conductor.- Es el elemento que sirve de camino a la energía eléctrica, es el que alimenta de energía a los centros de consumo (industrias, grupos habitacionales, etc.).De la forma como está dispuesto el alma depende la clasificación de los conductores eléctricos. Así tenemos: A. Según su constitución: A.1. Alambre: Conductor eléctrico cuya alma conductora está formado por un solo elemento o hilo conductor.

A.2. Cable: Cuando el conductor eléctrico está formado por varios hilos aislados entre sí.

B. Según el número de conductores: B.1. Monoconductor Conductor eléctrico con una sola alma conductora, con aislación y con o sin cubierta protectora.

B.2. Multiconductor Conductor de dos o más almas conductoras aisladas entre sí, envueltas cada una por su respectiva capa de aislación y con una o más cubiertas protectoras comunes.

B.3. Conductor concéntrico Conductor compuesto de una alma con aislante y rodeado por una o más capas de alambre dispuestos helicoidalmente, puede ser de tipo espiral o trenzado.