Redes Electricas

TALLER REDES ELECTRICAS

ACOMETIDA: 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 medidores

Acometida Monofásica: Es la corriente eléctrica alterna que circula por dos conductores, y también de los aparatos que se alimentan con esta clase de corriente. Ej Motor monofásico

Acometida bifásica: Se dice de un sistema de dos corrientes eléctricas alternas iguales, procedentes del mismo generador y desplazadas un semiperíodo la una respecto de la otra.

Acometida trifásica: Se dice de un sistema de tres corrientes eléctricas alternas iguales, desfasadas entre sí en un tercio de período.

CONDUCTORES ELECTRICOS Desde el inicio de su recorrido en la centrales generadoras hasta llegar a los centros de consumo, la energía eléctrica es conducida a través de líneas de transmisión y redes de distribución formadas por conductores eléctricos. 1. ¿QUE ES UN CONDUCTOR ELECTRICO? Se aplica este concepto a los cuerpos capaces de conducir o transmitir la electricidad. Un conductor eléctrico está formado primeramente por el conductor propiamente tal, usualmente de cobre. Este puede ser alambre, es decir, una sola hebra o un cable formado por varias hebras o alambres retorcidos entre sí. Los materiales más utilizados en la fabricación de 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. El uso de uno y otro material como conductor, dependerá de sus caracteristicas eléctricas (capacidad para transportar la electricidad), mecánicas ( resistencia al desgaste, maleabilidad), del uso específico que se le quiera dar y del costo. Estas características llevan a preferir al cobre en la elaboración de conductores eléctricos. El tipo de cobre que se utiliza en la fabricación de conductores es el cobre electrolítico de alta pureza, 99,99%.

Dependiendo del uso que se le vaya a dar, este tipo de cobre se presenta en los siguientes grados de dureza o temple: duro, semi duro y blando o recocido. 1.1. Tipos de cobre para conductores eléctricos 1.1.1. Cobre de temple duro: . Conductividad del 97% respecto a la del cobre puro. . Resistividad de 0,018 ( x mm 2 ) a 20 ºC de temperatura. . Capacidad de ruptura a la carga, oscila entre 37 a 45 kg/mm2. Por esta razón se utiliza en la fabricación de conductores desnudos, para líneas aéreas de transporte de energía eléctrica, donde se exige una buena resistencia mecánica. 1.1.2. Cobre recocido o de temple blando: . Conductividad del 100% . Resistividad de 0,01724 = 1 ( x mm 2 ) respecto del cobre puro, tomado este como patrón. . Carga de ruptura media de 25 kg/mm2. Como es dúctil y flexibe se utiliza en la fabricación de conductores aislados. El conductor está identificado en cuanto a su tamaño por un calibre, que puede ser milimétrico y expresarse en mm2 o americano y expresarse en AWG o MCM con una equivalencia en mm2. 1.2. Partes que componen los conductores eléctricos Estas son tres muy diferenciadas: . El alma o elemento conductor. . El aislamiento. . Las cubiertas protectoras. 1.2.1. El alma o elemento conductor Se fabrica en cobre y su objetivo es servir de camino a la energía eléctrica desde las centrales generadoras a los

centros de distribución (subestaciones, redes y empalmes), para alimentar a los diferentes centros de consumo (industriales, grupos habitacionales, etc.). De la forma cómo esté constituida esta alma depende la clasificación de los conductores eléctricos. Así tenemos: . Según su constitución Alambre: Conductor eléctrico cuya alma conductora está formada por un solo elemento o hilo conductor.

Se emplea en líneas aéreas, como conductor desnudo o aislado, en instalaciones eléctricas a la intemperie, en ductos o directamente sobre aisladores.

Cable: Conductor eléctrico cuya alma conductora está formada por una serie de hilos conductores o alambres de baja sección, lo que le otorga una gran flexibilidad.

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

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.

1.2.2. El aislamiento El objetivo de la aislación en un conductor es evitar que la energía eléctrica que circula por él, entre en contacto con las personas o con objetos, ya sean éstos ductos, artefactos u otros elementos que forman parte de una instalación. Del mismo modo, la aislación debe evitar que conductores de distinto voltaje puedan hacer contacto entre sí. Los materiales aislantes usados desde sus inicios han sido sustancias poliméricas, que en química se definen como

un material o cuerpo químico formado por la unión de muchas moléculas idénticas, para formar una nueva molécula más gruesa. Antiguamente los aislantes fueron de origen natural, gutapercha y papel. Posteriormente la tecnología los cambió por aislantes artificiales actuales de uso común en la fabricación de conductores eléctricos. Los diferentes tipos de aislación de los conductores están dados por su comportamiento técnico y mecánico, considerando el medio ambiente y las condiciones de canalización a que se verán sometidos los conductores que ellos protegen, resistencia a los agentes químicos, a los rayos solares, a la humedad, a altas temperaturas, llamas, etc. Entre los materiales usados para la aislación de conductores podemos mencionar el PVC o cloruro de polivinilo, el polietileno o PE, el caucho, la goma, el neoprén y el nylon. Si el diseño del conductor no consulta otro tipo de protección se le denomina aislación integral, porque el aislamiento cumple su función y la de revestimiento a la vez. Cuando los conductores tienen otra protección polimérica sobre la aislación, esta última se llama revestimiento, chaqueta o cubierta. 1.2.3. Las cubiertas protectoras El objetivo fundamental de esta parte de un conductor es proteger la integridad de la aislación y del alma conductora contra daños mecánicos, tales como raspaduras, golpes, etc. Si las protecciones mecánicas son de acero, latón u otro material resistente, a ésta se le denomina «armadura» La «armadura» puede ser de cinta, alambre o alambres trenzados. Los conductores también pueden estar dotados de una protección de tipo eléctrico formado por cintas de aluminio o cobre. En el caso que la protección, en vez de cinta esté constituida por alambres de cobre, se le denomina «pantalla» o «blindaje». 1.3. Clasificación de los conductores eléctricos de acuerdo a su aislación o número de hebras La parte más importante de un sistema de alimentación eléctrica está constituida por conductores. Al proyectar un sistema, ya sea de poder; de control o de información, deben respetarse ciertos parámetros imprescindibles para la especificación de la cablería. . Voltaje del sistema, tipo (CC o CA), fases y neutro, sistema de potencia, punto central aterramiento. . Corriente o potencia a suministrar. . Temperatura de servicio, temperatura ambiente y resistividad térmica de alrededores.

. Tipo de instalación, dimensiones (profundidad, radios de curvatura, distancia entre vanos, etc.). . Sobrecargas o cargas intermitentes. . Tipo de aislación. . Cubierta protectora.

Alma conductora

Aislante

Cubierta protectora

Todos estos parámetros están íntimamente ligados al tipo de aislación y a las diferencias constructivas de los conductores eléctricos, lo que permite determinar de acuerdo a estos antecedentes la clase de uso que se les dará. De acuerdo a éstos, podemos clasificar los conductores eléctricos según su aislación, construcción y número de hebras en monoconductores y multiconductores. Tomando en cuenta su tipo, uso, medio ambiente y consumos que servirán, los conductores eléctricos se clasifican en la siguiente forma:

1.3.1. Conductores para distribución y poder: . Alambres y cables (N0 de hebras: 7 a 61). . Tensiones de servicio: 0,6 a 35 kV (MT) y 46 a 65 kV (AT). . Uso: Instalaciones de fuerza y alumbrado (aéreas, subterráneas e interiores). . Tendido fijo. 1.3.2. Cables armados: . Cable (N0 de hebras: 7 a 37). . Tensión de servicio: 600 a 35 000 volts. . Uso: Instalaciones en minas subterráneas para piques y galerías (ductos, bandejas, aéreas y subterráneas) . Tendido fijo

Cable armado

Conductores para control e instrumentación: . Cable (N0de hebras: 2 a 27). . Tensión de servicio: 600 volts. . Uso: Operación e interconexión en zonas de hornos y altas temperaturas. (Ductos, bandejas, aérea o directamente bajo tierra).

. Tendido fijo. 1.3.3. Cordones: . Cables (N0 de hebras: 26 a 104). . Tensión de servicio: 300 volts. . Uso: Para servicio liviano, alimentación a: radios, lámparas, aspiradoras, jugueras, etc. Alimentación a máquinas y equipos eléctricos industriales, aparatos electrodomésticos y calefactores (lavadoras, enceradoras, refrigeradores, estufas, planchas, cocinillas y hornos, etc.). . Tendido portátil. 1.3.4. Cables portátiles: . Cables (N0 de hebras: 266 a 2 107). . Tensión de servicio: 1 000 a 5 000 volts . Uso: en soldadoras eléctricas, locomotoras y máquinas de tracción de minas subterráneas. Grúas, palas y perforadoras de uso minero. . Resistente a: intemperie, agentes químicos, a la llama y grandes solicitaciones mecánicas como arrastres, cortes e impactos. . Tendido portátil. 1.3.5. Cables submarinos: . Cables (N0 de hebras: 7 a 37). . Tensión de servicio: 5 y 15 kV. . Uso: en zonas bajo agua o totalmente sumergidos, con protección mecánica que los hacen resistentes a corrientes y fondos marinos. . Tendido fijo. 1.3.6. Cables navales: . Cables (N0 de hebras: 3 a 37).

. Tensión de servicio: 750 volts. . Uso: diseñados para ser instalados en barcos en circuitos de poder, distribución y alumbrado. . Tendido fijo. Dentro de la gama de alambres y cables que se fabrican en el país, existen otros tipos, destinados a diferentes usos industriales, como los cables telefónicos, los alambres magnéticos esmaltados para uso en la industria electrónica y en el embobinado de partidas y motores de tracción, los cables para conexiones automotrices a baterías y motores de arranque, los cables para parlantes y el alambre para timbres. 1.4. Clasificación de los conductores eléctricos de acuerdo a sus condiciones de empleo Para tendidos eléctricos de alta y baja tensión, existen en nuestro país diversos tipos de conductores de cobre, desnudos y aislados, diseñados para responder a distintas necesidades de conducción y a las características del medio en que la instalación prestará sus servicios. La selección de un conductor se hará considerando que debe asegurarse una suficiente capacidad de transporte de corriente, una adecuada capacidad de soportar corrientes de cortocircuito, una adecuada resistencia mecánica y un comportamiento apropiado a las condiciones ambientales en que operará. 1.4.1. Conductores de cobre desnudos Estos son alambres o cables y son utilizados para: . Líneas aéreas de redes urbanas y suburbanas. . Tendidos aéreos de alta tensión a la intemperie. . Líneas aéreas de contacto para ferrocarriles y trolley-buses. 1.4.2. Alambres y cables de cobre con aislación Estos son utilizados en: . Líneas aéreas de distribución y poder, empalmes, etc. . Instalaciones interiores de fuerza motriz y alumbrado, ubicadas en ambientes de distintas naturaleza y con diferentes tipos de canalización. • . Tendidos aéreos en faenas mineras (tronadura, grúas, perforadoras, etc.).

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. Tendidos directamente bajo tierra, bandejas o ductos. . Minas subterráneas para piques y galerías. . Control y comando de circuitos eléctricos (subestaciones, industriales, etc.). . Tendidos eléctricos en zonas de hornos y altas temperaturas. . Tendidos eléctricos bajo el agua (cable submarino) y en barcos (conductores navales). . Otros que requieren condiciones de seguridad.

2. Capacidad de transporte de los conductores La corriente eléctrica origina calentamiento en los conductores (efecto Joule: I2 x R). El exceso de temperatura genera dos efectos negativos en los aislantes: . Disminución de la resistencia de aislación. . Disminución de la resistencia mecánica.

El servicio operativo de la energía eléctrica y su seguridad dependen directamente de la calidad e integridad de las aislaciones de los conductores. Las aislaciones deben ser calculadas en relación a la carga de energía eléctrica que transporten los conductores y a la sección o diámetro de los mismos. Caídas de tensión Sobrecalentamiento de las líneas Cortos circuitos Fallas de aislación a tierra

. Las tablas que se presentan a continuación establecen los limites de corrientes admisibles para conductores de sección milimétricas y AWC, bajo las siguientes condiciones: Temperatura ambiente : 30°C N° máx. de conductores por ducto : 3 2.1 Factores de corrección a la capacidad de transporte. La capacidad de transporte de los conductores está restringida por su capacidad de disipar la temperatura del medio que los rodea. Para ello, los aislantes no deben sobrepasar la temperatura de servicio de los conductores. Para el caso específico de las tablas de conductores consignadas anteriormente, la temperatura ambiente y el número de conductores por ducto son un factor relevante en la capacidad de disipación de la temperatura por parte de los conductores; a ese efecto se presentan los siguientes factores de corrección de la capacidad de transporte, según sea el número de conductores por ducto superior a 3 y la temperatura ambiente superior a 300C. Finalmente la capacidad de transporte de los conductores queda consignada a la siguiente expresión:

Temperatura ambiente : 30°C N° máx. de conductores por ducto : 3 I : Corriente admisible corregida (A) .fN: Factor de corrección por N0 de conductores. .fT: Factor de corrección por temperatura. .It : Corriente admisible por sección de conductor según tablas (A).

CALCULO DE POTENCIAS:

Producto de potencias de igual base Para multiplicar potencias de igual base, ponemos la misma base y sumamos los exponentes. Ejemplo: 2 3x 2 5 = (2x2x2) x (2x2x2x2x2) = 2 8 = 2 3+5 (como la base (2) es la misma, los exponentes se suman) y da como resultado = 2 3+5 = 256

División de potencias de igual base Cuando queremos dividir potencias que poseen la misma base, debemos restar los exponentes. Ejemplo: 2 5:2 2 = (2x2x2x2x2) : (2x2) =2 5-2 = 2 3= 8

Potencia de un producto Si queremos realizar la siguiente operación: (2x3) 3 observamos que (2x3) 3 = (2x3) x (2x3) x (2x3) = (2x2x2) x (3x3x3) = 2 3 x 3 3. Para calcular el resultado también podemos multiplicar (2x3) y elevar el producto al cubo: (2x3) 3 = 6 3 = 216 O bien, elevar al cubo cada uno de los factores, que sería: 2 3 = 8 y 3 3 = 27 y luego, multiplicar el resultado: 8 x 27 = 216. Decimos entonces que la potencia de un producto es igual al producto de la potencia.

Potencia de un cociente La potencia de un cociente es igual al cociente entre la potencia del dividendo y la del divisor. Tenemos que elevar el dividendo y el divisor a dicha potencia. Ejemplo: (6:2) 2 = 6 2: 2 2 = 9; Porque: (6:2) 2 = 3 2 = 9

Potencia de una potencia Para elevar una potencia a otra potencia, debes poner la misma base y luego multiplicar los exponentes. Ejemplo: (2 2) 3 = 64; porque: 2 2 x 2 2 x 2 2 = 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 = 64 ; o también podemos multiplicar los exponentes: es decir, 2 x 3 y, luego elevar la base a dicho resultado. Mira el ejemplo: (2 2x3) = 2 6= 64

CUADRO DE CARGAS

Se señalan los diferentes circuitos ramales con las correspondientes cargas que los componen, así como la potencia total, tensión, corriente, calibre de conductor y protección de cada uno de ellos. ES EL COMPLEMENTO Y EXPLICACION DE LOS PLANOS ELECTRICOS. Condiciones a tener en cuenta •

La potencia de los circuitos ramales no debe superar los 1500 W.

•

Debido al numeral anterior, en sistemas monofásicos no se pueden tener menos de 6 circuitos ramales suponiendo que la carga total instalada es de 9 KW.

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Las tomas especiales (para estufas, calentadores y electrodomésticos mayores P>1500 W se deben construir circuitos ramales independientes.

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En los sistemas trifásicos tetrafilares, los circuitos ramales deben distribuirse de tal manera que las tres fases queden en lo posible equilibradas (normalmente no se aceptan desequilibrios mayores del 5% con respecto a la fase de mayor potencia demandada).

Además del Cuadro de cargas •

Diámetro del ducto para cada circuito ramal.

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Tablero de distribución

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Cálculo de la acometida a partir de la potencia consumida (uso de factor de utilización).

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Dimensionamiento del totalizador o braker principal y del contador según la acometida.

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Diámetro del ducto de la acometida.

CIRCUITOS RAMALES Están constituidos por: Dispositivo de Protección contra sobrecorriente, el conductor y el aparato de salida (electrodoméstico, etc.) y se clasifican según la capacidad del dispositivo de sobrecorriente que le protege y los más reconocidos son de 15, 20, 30, 40, 50 y 60 A para monofásicos y 70, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 300 A para trifásicos. La cubierta aislante de los conductores debe ser de color:
Neutro ( Blanco o gris )
Tierra ( verde o verde con rayas amarillas)
Fases ( colores diferentes a los de neutro y tierra) Los tomas instalados en circuitos de 15 y 20A. serán del tipo con polo a tierra. Los circuitos ramales multihilos se componen de 2 o más conductores vivos y deben alimentar cargas conectadas entre fase y neutro, excepto cuando la protección es multipolar (bipolar).

CIRCUITOS RAMALES INDIVIDUALES: Podrá dimensionarse para alimentar cualquier carga pero deberá cumplir lo siguiente:
Si alimenta cargas continuas su capacidad (dispositivo de protección) no deberá ser menor de 125% de esta carga.
La carga conectada no podrá exceder en ningún caso la capacidad del circuito ramal (I demandada). CIRCUITOS RAMALES QUE ALIMENTAN DOS O MÁS SALIDAS:
De 15 ó 20A para Alumbrado y/o tomas de equipos:  Equipos portátiles no podrá exceder el 80% de la capacidad del circuito.  Equipos fijos no podrá exceder el 50% de la capacidad del circuito.  De 30A para alimentar iluminación fija con portalámparas de tipo pesado no menores de 660 VA en edificios que no sean para vivienda y tomas sin superar el 80% de la capacidad del circuito ramal.


De 40 y 50A para equipos fijos de cocina, iluminación fija de tipo pesado y tomas para cualquier tipo de utilización. De 50A solo para cargas diferentes de iluminación

energía eléctrica regulada

Solución del proyecto. Parte I. 1.1ENERGIA ELECTRICA REGULADA: : la energia regulada nos sirve para tener el equipo en una energia estandar sin que se pase del voltaje que debe ser, para esto necesitamos la ayuda de un polo a tierra y un regulador el polo a tierra nos servira para enviar la energia que no necesita el equipo entonses esta pasa por el polo y del polo a la tierra. Para esto se necesita tener una toma de corriente para conectar el polo con el equipo. b Cuatro varillas de cobre de 120mts b cable o alambre de cobre b Tomacorriente b Bentonita b Arena Para esto necesitaremos un alicate, pala, barra.

Pasos: b Se humedece bien la tierra unos días antes para facilitar el trabajo porque el agua es gran conductor de electricidad. Ósea el lugar donde se va a realizar. b Hacer un hueco de 40 cm de circunferencia b Humedecer mientras lo hacemos b Metemos la varilla b Sé hecha la ventanilla al menos el 85% del hueco b El otro 5% de arena b Hacemos la conexión del tomacorriente a la varilla y lo probamos Se utilizara un ups que es como un estabilizador pero nos funciona mejor porque son para varios equipos . INSTALACIÓN ELÉCTRICA NO REGULADA Las fuentes no reguladas, cuya circuitería básica se muestra en la Figura 1, incluyen un transformador, un rectificador (por lo general tipo puente) y un filtro (que en el caso de las fuentes en el rango de voltajes y potencias bajas es puramente capacitivo). Con estos componentes aplican un voltaje y suministran una cantidad de corriente a una carga. Cuando las fuentes no reguladas son el primer bloque de las fuentes reguladas, la carga es el regulador.

Figura 1. Circuito básico de una fuente no regulada con transformador ideal.

El voltaje en la carga (que coincide con el del condensador), tiene la forma de onda presentada en la Figura 2. En esta figura están identificados el voltaje máximo (Vmax), el voltaje mínimo (Vmin), el tiempo t0, el período T de la forma de onda sinusoidal de entrada y fracciones del mismo (como por ejemplo T/4). vc Vmax Vmin

v s, rect

t0 T 4

T 2

T +t0 2

t T

Figura 2. Forma de onda del voltaje sobre el condensador y la carga

Los voltajes Vmax y Vmin están relacionados mediante la expresión:

Vmin = Vmax sen ωt0 El voltaje de rizado se define como: Vr = Vmax – Vmin = ∆V Y el factor de rizado se expresa como: Fr =

V Vr - Vmin x 100% = max x 100% Vmax Vmax