Alambrado y Diagramas de Conexion

8/3/2019 Alambrado y Diagramas de Conexion

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UNIVERSIDAD NACIONAL: Instalaciones Elctricas:Jos Faustino Snchez Carrin EL ALUMBRADO Y DIAGRAMAS DE CONEXIONES

Ciencias E Ingeniera - Ing. Civil 1

El Alumbrado de una Instalacin Elctrica Consiste Bsicamente de Tres Etapas

a)Elaboracin de planos en que se indica por medio de los smbolos convencionales lalocalizacin de los principales elementos de la instalacin elctrica.

b)Las indicaciones necesarias del diagrama de conexin para cada uno de los elementos de lainstalacin, esto es particularmente importante para la instalacin misma y sobre todo paraelectricidad.

c)Los detalles mismos de la ejecucin de cada uno de las partes de la instancian elctrica comoson formas de ejecutar las conexiones, nmeros de conductores por elemento etc.El conocimiento general de estas tres etapas en el inicio del clculo o proyecto de unainstalacin elctrica, permitir dispones de la informacin necesaria para el estudiopropiamente dicho de las instalaciones elctricas.

1. Los Dibujos o Plantas para la Instalacin ElctricaEs la elaboracin de dibujos o planos para una instalacin elctrica se debe usar lossmbolos convencionales para representar cada uno de los elementos y que en la mayorade las cosas han sido normalizados para facilitar que toda aquella dedicadas a las

instalaciones elctricas las entiendan.

2. Elaboracin de las Diagramas de AlumbradoEn esta parte se trata el problema de cmo analizar los circuitos elctricos para suinstalacin , es decir cmo se prepara un plano elctrico para la construccin y elalambrado , como se debe alambrar los distintos componentes de la instalacin como es elcaso de los contactos , apagadores y lmparas as como otros elementos adicinalas .

El objetivo es aprender a interpretar los planos en una casa habitacin y que a partir de

esto es fisilmente comprensible la instalacin elctrica. De otro tipo de locales. Para esto,resulta conveniente tatar por separar cada uno de las componente de la casa habitacin, esdecir es de una de las reas o sea las recamaras, sala, comedor, cocina etc. Tratandosiempre de generalizar el procedimiento.

2.1 Alumbrado de una RecamaraEn las figuras se muestra el caso elemental de una recamara aislada, su planta

elctrica de alambrado.


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3. Detalles de Alumbrado y Diagrama de ConexinSe trata de mostrar cuales son los posibles trayectorias del alambrado en las distintas partesde una casa habitacin. Desde luego que existen variantes algunos simples y otras mscomplejas, pero en general, el pro sedimento es el mismo. En estos diagramas se trata deinstalar principalmente la relacin entre la planta de un plano elctrico para una casahabitacin y en realizacin fsico por medio de los dibujos isomtrico que dan una idea delocalizacin de las salidas para cada elemento ( alumbrado , contacto , interruptores, tv etc.)se podr observar que solo se muestran las caja de salida a cada uno de los elementos ,ahora en esta parte se ilustran algunos detalles de las conexiones y le alambrado entre losdistintos elementos , para esto se muestra algunos de los casos ms comunes , guardando larelacin entre los diagramas de alambrado y sus elementos.

A fin de simplificar los diagramas y para evitar confusiones en la interpretacin de losmismos, se usara la siguiente notacin para los conductores.

L=Conductores Lneas o Fase

N=Conductores Dentro

R=Conductores de Retorno

En las normas tcnicas para instalacin elctrica se recomienda para la ejecucin prctica

de las instalaciones elctricas y con propsito de facilidad de identificacin en losalambrados, los siguientes colores en las formas de los conductores.

Conductores de tierra (Neutro) con color blanco o gris claro. Conductores para puesta o tierra de equipo de color verde.

Conductores activos (de line o fase) son colores diferentes que no sean blancos, gris claro overde. Cuando se tiene varios circuitos en un mismo lado o canalizacin se debe usar laforma adecuada de identificacin a cada circuito.

4. Determinacin de los Requisitos para una Instalacin ElctricaEn pinto de partida para calcular una instalacin elctrica residencial en el planoarquitectnico de planta donde se muestran todas las reas de que consta la casa habitacina escala , es decir se debe indicar el nmero de recamaras , sala comedor , pasillo , cocina,bao, cochera, jardines (reas) etc.

La determinacin de las necesidades de cada una de las reas que constituya una casahabitacin se puede hacer sobre la base de las necesidades tpicas de tipo elctrico que sedebe satisfacer y tomando en consideracin los requerimientos especficos del diseo de lacasa habitacin. Como una idea general de los requerimientos bsicos se puede mencionar

los siguientes.


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Cocina: alumbrado incandescente y se deben prever salidas para contactos en donde seconectaran aparatos elctricos como: refrigeradora, licuadora, tostadora de pan, cafetera

elctrica etc. Recamaras: los servicios elctricos son alumbrados incandescentes y contacto para

conectar aparatos como planchas, lmparas elctricas, televisores etc. Sala y comedor: se debe tener salida para alumbrado, este puede por medio de

luminarias o candelabro o en algunos casos o ciertos tipos de portalmparas. Adems serequiere de salidas televisores, calentadores radios, aspiradoras, pulidoras de pisocompactadoras.

Bao: tiene salida para alumbrado general y de espejo. Tambin piden tener unsistema de extraccin de aire y existen contactos dobles para conexin de aparatos,como secadoras de pelos, rasuradora elctrica, tenaza de peinados, el alumbrado puedeser una combinacin de florecente y incandescente.

Pasillo: se requiere salidas para alumbrado, contacto para conexin de algunos aparatoscomo pulidoras, aspiradoras, etc. Es comn instalara pagadores de tres vas.

Patio y jardines: en esto se instala alambrado tipo exterior con control interno, ascomo contacto intemperie, para las conexiones de elementos como cortadores deCsped elctrico, taladros, etc. Se debe disponer tambin de salidas especiales paraconectar alambrado a base de sport.

De los requerimientos generales como los indicados anteriormente se puede hacer una

estimacin general de la carga. De tenerse en cuenta que estos requerimientos los puedenrepresentar un mnimo, ya que se debe prevenir la posibilidad de la carga adicional paracargas especiales como sistema de aire acondicionado planchadora elctrica, procesadorasde desperdicios.

En el plano de la casa habitacin se debe indicar el lugar de cada uno de los elementos queformaran la instalacin elctrica residencial y partir de estos hace el llamado proyecto o,clculo de la instalacin.

En las figuras 4.1 4.2 se muestra la relacin elemental entre los requerimientos elctricos ysu representacin en un plano ara la seccin de una casa habitacin.

5.1 Calculo de la Carga:

Cuando se ha determinado los requerimientos de alumbrado para una casa, lasrecomendaciones para las normas tcnicas para instalaciones elctricas, as como elreglamento para obras e instalaciones elctricas, sirven como gua siempre y cuando setenga en mente que lo especificado en estos documentos representen los requerimientosmnimos. Una buena instalacin elctrica puede requerir una mayor capacidad en loscircuitos. La carga que se calcule debe representar todas las cargas necesarias paraalumbrado, contactos y otras cargas como bomba de agua, aire acondicionado,serraduras de ropa, etc.


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5.2 Carga de Alumbrado.

De acuerdo a las especificaciones tcnicas para instalaciones elctricas, la carga poralumbrado se puede calcular sobre la base 20 watts/m2 de rea ocupada. El rea del piso

se calcula de las dimensiones externas de la casa, edificios o espacio que se considere ypor el numero de piso tratndose de casas de ms de un piso o edificios con varios pisosde departamentos., por lo general las reas externas, cochera as como arte de estadensidad de carga.

El valor de 20 watts/m2 se basa en condiciones medias de carga y para factor de proteccindel 100%, por lo que pueden existir casos en que este valor pueda ser excedido y en los quehabr que dimensionar la instalacin para que opere en forma segura y eficiente usandoconductores de mayor capacidad de conduccin de corriente. La llamada carga continua, quees un valor de carga cuyo valor mximo de corriente se espera que permanezca durante 3 o 4horas y que est alimentada por lo que se conoce como un circuito derivado, no debeexceder 80% de la capacidad de conduccin de ese circuito derivado. Por circuito derivadose entender a los receptores (lmparas, contactos, salidas especiales) y tiene como funcinprincipal dividir la carga total conectada en las distintas partes de las instalaciones, paraindividualizar losa circuitos de manera que cuando ocurra una fala en uno, los otros no seafecten.

Ejemplo:Para determinar los requerimientos de una instalacin residencial tpica, supngase que lasdimensiones externas de una casa de una planta son 8x18 metros, estas dimensiones seconsideran como finales, es decir, sin aplicaciones. Calcular el nmero de circuitosnecesarios para alimentar las cargas a 220 Voltios

Solucin:

Considerando 20 watts/m2 la carga a considerarse es:

La corriente a 220 voltios con alimentacin monofsica es:

Para fines prcticos se puede considerar 14 A. Como la corriente permisible para circuitos es15 a, el nmero de circuitos es:

Es decir, el circuito y los conductores pueden ser el numero 14 AWG


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5. Cargas en Contactos para Aplicaciones Pequeas:Las cargas en contactos para las llamadas aplicaciones pequeas no incluyen cargas fijas

tales como procesadores de basura, lavadoras de platos y aparatos similares. Para las cargasnormales que se conecten en contactos de cocina salas-comedor, recamaras, etc. Se puedeconsiderar que cada contacto debe ser capaz de soportar cargas hasta de 1500 watts, por loque se puede considerar por circuitos para 15 a.

De acuerdo con los prrafos anteriores, en clculo de las instalaciones elctricas se debeconsiderar los siguientes puntos.

1. Determinacin de la Carga General.

2. Determinacin del nmero de circuitos y divisin de los mismos en funcin de lasnecesidades de la instalacin.

3. Que las salidas de alumbrado y contactos no sean mayores de 2,500 watts que es el valorrecomendado.

4. La mxima cada de voltaje permisible.5. Que el material por emplear sea el adecuado en cada caso a las necesidades del proyecto.

Con relacin a las cargas elctricas las especificaciones tcnicas para instalacioneselctricas dan las siguientes definiciones:

Carga elctrica.-Es la potencia que demanda en momento dado un aparato o un conjunto de aparatosde utilizacin contactados a un circuito elctrico, se debe sealar que la cargadependiendo del tipo de servicio, puede variar con el tiempo.

Carga conectada.-Es la suma de las potencias nominales de los aparatos y maquinas que consumenenerga elctrica y que estn conectadas a un circuito o un sistema.

Carga continua.-Es la carga cuyo mximo valor de corriente, se espera que se conserve durante 3horas o ms.

5.3 Circuitos Derivados y Alimentadores

Circuito derivado.-El circuito derivado en una instalacin elctrica se define como el conjunto deconductores y dems elementos de cada uno de los circuitos que se extienden desdelos ltimos dispositivos de proteccin contra sobre corriente en donde termina elcircuito alimentador, hasta las salidas de las cargas.


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Circuito derivado individual.-Es un circuito derivado que alimenta a un solo equipo de utilizacin como un aparatoo un motor, que por su tamao requerir de alimentacin individual.

Los circuitos derivados se clasifican de acuerdo con la capacidad o ajuste de sudispositivo de proteccin contra sobrecorriente, el cual determina la capacidadnominal del circuito, aunque por algunas circunstancias se usan conductores demayor capacidad.

Los circuitos derivados que alimentan varias cargas pueden ser de: 15, 20, 30, 40,50amperes. Cuando las cargas individuales son mayores de 50 amperes se debenalimentar con circuitos derivados individuales.

Tensin mxima de los circuitos derivados.-La tensin de los circuitos derivados que alimentan unidades de alumbrado ycontactos de uso general no debe ser mayor de 150 voltios a tierra. En casas,habitacin, cuartos de hotel, y locales similares, la tensin de los circuitos derivadosque alimentan lmparas incandescentes, contactos y aparatos domsticos ycomerciales menores de 1300watts (excepto que estn conectadospermanentemente) no debe ser mayor de 150 voltios entre conductores.

Carga mxima y uso de circuitos derivadosLa corriente mxima que demanda la carga total conectada a un circuito derivado nodebe ser mayor que la capacidad normal del propio circuito.

Para calcular la carga de equipos de iluminacin que utilicen balastra,transformadores o autotransformadores , se debe considerar la corriente total quedemanden dichos equipos y no solo la potencia de las lmparas de los mismos. Conrelacin al uso de los circuitos derivados se puede mencionar lo siguiente.

a) Los circuitos derivados de 15 y 20 amperes se pueden usar en cualquier tipo delocal para alimentar unidades de alumbrado o aparatos porttiles o fijos o bien

para alimentar una combinacin de estas cargas.

b)Loa circuitos derivados de 30 amperes se pueden usar para alimentar unidades dealumbrados fijas en locales que no sean casas habitacin o aparatos porttiles ofijos en cualquier tipo de local. Los portalmparas que se conecten a estoscircuitos decididos deben ser del tipo pesado.

c)Los circuitos derivados de 40 y 50 amperes se pueden usar para alimentarunidades de alumbrado fijas en locales que no sean casa habitacin se deben usarportalmparas de tipo pesado.

d)Los circuitos derivados individuales pueden alimentar cualquier tipo de carga encualquier tipo de local y las cargas individuales mayores de 50 amperes se debealimentar con circuitos derivados individuales.


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5.4 Salidas:

En una instalacin elctrica, la carga de conexiones de la cual se toma la alimentacinpara una o varias cargas elctricas determinadas tal como lmparas, luminarias,

contactos, motores, etc. Los dispositivos de salida son normalmente los portalmparasy contactos en el caso de las casa habitacin y debe tener una capacidad no menor quela carga que alimentan y adema cumplir con lo siguiente:

a) Portalmparas.- Se recomienda que los portalmparas que se conecten a circuitosderivados de ms de 20 Amperes sean del tipo de servicio pesado. Se recomienda unportalmparas de servicio pesado a la que tienen una capacidad mayor de 60 watts.

b) Contactos.- se recomienda que un contacto nico conectado a un circuito derivadoindividual tenga una capacidad nominal no menor que la del circuito derivados. loscontactos que estn a circuitos derivados con 2 o ms salidas pueden tener una

capacidad nominal igual a la del circuito derivado pero no mayor.

5.5 Clculo de la Carga en los Circuitos Derivados

Los circuitos derivados para propsitos generales se instalan en la mayora de los casospara alimentar salidas de alumbrado y contactos para cargas pequeas de distintasaplicaciones y equipos de oficinas. Cuando los circuitos de alumbrado estn separadosde los circuitos que alimentan contacto, las nomas indican reglas de diseo para cadatipo de circuito derivado.

Reglas aplicables.-

La carga de alumbrado que se deben usar en los clculos de circuitos derivadospara determinar el nmero necesario de circuitos debe ser mayor que los valoresobtenidos usando:

a) La carga actual

b) Una carga mnima en watts/m

c) en el caso general la carga de alumbrado en circuitos derivados debe considerarseigual al 100% de la carga conectada al circuito.

Como una idea de la carga para una casa habitacin, se puede estimar las cargas paracada una de las reas. Considerando un alumbrado normal y los servicios generales

Sala..: de 100 a 2000 watts. Comedor.: de 500 a 1000 watts. Recamaras..: de 500 a 1000 watts. Cocina.: de 1000 a 2500 watts. Bao: de 400 a 500 watts.


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Exteriores y jardn.: de 1000 a 1500 watts.

En todos los casos se deben respetar las cargas mximas permisibles, ya que losalimentadores estn limitados a la potencia que pueden suministrar a una carga a sucorriente nominal y voltaje especificado. Por ejemplo, un alimentador de 220 voltios y15 amperes pueden alimentar una carga mxima de: 220 x 15= 3300

Circuitos Derivados para AlumbradoLas normas tcnicas permiten nicamente 15 o 20 amperes por circuito derivados paraalimentar unidades de alumbrado en el caso de las lmparas con portalmparas estndar.Los circuitos derivados de ms de 20 amperes se permiten para alimentar unidades dealumbrado fijas con portalmparas de servicio pesado que son casos especiales de lascasas habitacin.

El nmero de circuitos derivados que queda determinado por la carga es:

As por ejemplo u circuito de 15 amperes, 220 voltios tiene una capacidad de 3300watts, si el circuito esta dimensionado para 20 amperes, su capacidad es de: 20 x 220 =

4400 watts

Ejemplo:

Calcular el nmero de circuitos derivados de 15 amperes para alimentar una carga dealumbrado de 8000 watts a 220 voltios.

Solucin:

Como a 15 amperes y 220 voltios la capacidad por circuito derivada es de3300watts el nmero de circuitos es:

Suponiendo que se conoce el nmero y potencia probables de las lmparas y que estas

van a ser 80 lmparas de 100 watts, para calcular el nmero de lmparas por circuito sepueden usar los siguientes mtodos:


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a) Cuando se conocen los watts por lmpara y se han determinado la capacidad porcircuito, el numero de lmparas por circuito es:

Dado que solo se puede instalar un nmero entero de lmparas 1 cada circuito tendr 19lmparas, las cuales requieren de:

b) El otro mtodo puede ser usado para verificar el problema y se parte de laconsideracin que cada circuito solo tiene capacidad para 15 ampere, la corrienteque demanda cada lmpara de 100 watts a 220 voltios es:

El circuito de 15 amperes puede alimentar entonces:

Enseguida se presenta un resumen de las reglas usadas para el clculo de circuitos

derivados:

Tipo de carga 1: Iluminacin General

Mtodo del clculo del valor de la carga: watts/m o bien la carga actual si se conoceincrementad, 25% si es continua.

Capacidad de los circuitos derivados: 15 o 20 amperes por circuito. Numero de circuito requerido a 220 watts:

Para 15 A

Para 20 A


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Tipo de Carga 2:Portalmparas de servicio pesado por unidades de alumbrado fijo.

Mtodo de clculo del valor de la carga: mayor de 600 watts-ampere por unidad o carga realaactiva mas 25%.

Capacidad de los circuitos derivados: 30, 40 o 50 amperes por circuito. Numero de circuito requerido:

() ()

Circuitos derivados para contactos:A continuacin se indican las reglas establecidas para el uso de circuitos derivados quealimentan de contactos. Para los contactos de propsito general se especifica una cargade 180 Watts para cada contacto sencillo o mltiple; cuando la carga es continua losvalores calculados se deben incrementar 25%, con esto se asegura que no exceda al 80%de la capacidad del circuito.

Tipo de carga 1. Contactos Generales.

Mtodo del clculo del valor de la carga: 180 Watts por contacto o el valor real de lacarga si se conoce ms 25% si es continua.

Capacidad del circuito derivado: 15 0 20 Amperios por circuito.

Numero de circuitos requeridos:

Para 15 A

Para 20 A

Tipo de carga 2. reas de Multicontactos

Mtodo del clculo del valor de la carga: 1.0 amperes por cada metro (1m) para cargasgenerales.

Capacidad del circuito derivado: 15 a 20 amperes por circuito.

Circuitos Derivados para Iluminacin de Apagadores.


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Tipo de carga: iluminacin para apagadores.

Mtodo del clculo: ms de 180 Watts por salida por cada salida en el apagador con unincremento del 25% si es mayor o bien 200 Watts por cada 500 entre metros lineales del

apagador.

Capacidad del circuito derivado. La capacidad depende del tipo de portalmparas.

Numero de circuitos requeridos: considerando una mnima de 220 Watts por cada 50centmetros lineales.

Ejemplo.

Un rea cualquiera para ser ocupada tiene la siguiente informacin de cargas paraalumbrado y contacto.

a) rea total de 20m x 30m con 20 Watts/m2.c) Se usan lmparas incandescentes de 100 Watts para iluminacin general.d) Con 50 contactos dobles de 220 Voltios.

Supngase que se usan circuitos derivados de 15 A para alimentar todas las cargas.

Solucin:

El valor usado para la carga de alumbrado es.

20 x 30 x 20 Watts/m2 = 1200 watts.El nmero de circuitos requeridos a 220 Voltios son:

Cada uno de los circuitos de 15 Amperes podr alimentar al siguiente nmero delmpara:

La carga de contacto es.

50 Contactos x 180 Watts/Contacto = 9000 Watts

El Nmero de Circuitos Derivados para Alimentar a los 50 Contactos es.


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La Instalacin Elctrica tendr en total 7 Circuitos Derivados, y para Alumbrado General

y 3 para Contactos.

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