Componentes instalación
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Universidad Católica del MauleEscuela de Ingeniería en ConstrucciónAsignatura : Instalaciones Eléctricas
Profesor: Francisco Valdebenito A.
COMPONENTES IMPORTANTES DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA
PROYECTO DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN ESTABLECIMIENTOS COMERCIALES, EDUCACIONALES Y SIMILARES
NCH Elec. 2/84. Electricidad. Elaboración y presentación de proyectos
1. Para determinar la potencia eléctrica, se debe tener en cuenta:
a) Nivel de Iluminación
b) Tipo de fuente luminosa que se empleará
c) Área del recinto a iluminar
d) Para determinar lo anterior, se aplica la Tabla N° 11.24, donde se señala la Iluminancia mínima para locales
comerciales e industriales y en la Tabla 11.25, la Iluminancia mínimas para locales educacionales y
asistenciales.
2. En Apéndice 2 se muestran valores de potencia por unidad de superficie necesarias para obtener iluminancia
dada. Se debe considerar solo como de referencia y no debe ser considerarse alternativa a un calculo de
iluminación.
3. En locales comerciales, se instalará a lo menos un enchufe hembra por cada 20 m² o fracción de local, con un
mínimo de 3 enchufes
4. En oficinas de superficie inferior a 40 m² se instalará a lo menos un enchufe por cada 8 m o fracción de
perímetro de oficina. Sobre 40 m² se instalan 5 enchufes en los primeros 40 m², más 3 por cada 40 m² adicional
5. Se deben proyectar circuitos exclusivos de enchufes y de portalámparas, excepto áreas reducidas. Los enchufes
deben estar protegidos por diferenciales y deben ser tipo alveolos protegidos (Comercial y Educacional).
COMPONENTES IMPORTANTES A CONSIDERAR EN UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA
Norma NCH Elec. Instalaciones en Baja Tensión
En las instalaciones eléctricas, existen procedimientos y diferentes parámetros y componentes que deben estar enconocimiento de del Proyectista, instalador y Supervisor
I. PROCEDIMIENTOS
1. Detectar las necesidades de la instalación
2. Estudio y confección del proyecto
3. Desarrollo y ejecución de proyecto
II. COMPONENTES
1. Dimensionamiento de conductores
2. Tipo de conductores
3. Caída de tensión
4. Equipos de protección
5. Puesta a tierra
6. Iluminación
Los problemas más comunes de las instalaciones eléctrica son:
1. Variaciones de voltaje
2. Variaciones de frecuencia
3. Señales de tensión con altos contenidos de impurezas
Que producen
1. Funcionamiento irregular de equipos eléctricos
2. Perdidas de energía por calentamiento en equipos y conductores
Que produce la circulación de corriente en los conductores
1. Exceso de temperatura (efecto youle: R x I²)
2. Disminución de la resistencia de aislación
3. Disminución de la resistencia mecánica
Caída de Tensión Corto circuitoFallas de aislación
Sobrecalentamiento
Daños que genera el mal dimensionamiento de los conductores
Cortes de suministro
Riesgo de incendios
Perdida de energía
Conductores EléctricosLos mejores conductores son los materiales metálicos: Plata – Cobre – Oro – Aluminio –
Bronce
Características de elección del conductor:
-Eléctricas: Capacidad de transporte
-Mecánicas: Resistencia al desgaste, maleable
-Uso especifico
-Costo
Quien reúne las mayores condiciones: COBRE y segundo ??
Tipos de cobre: Temple duro (conductividad 97 % c/r al cobre puro) Líneas aéreas
Temple Blando (conductividad 100 %, Dúctil y flexible se usa en
conductores cubiertos por aislante
Partes de un conductor: Alma (cobre) objetivo: trasladar la energía
Aislación (material termoplástico) evitar contacto con la energía
Cubierta protectora: Protege integridad de la aislación y alma
Clasificación
Alambre: Alma conductora una sola pieza: Línea aérea; desnudo/aislado, Inst.. Interiores
Cable : Alma conductora formada por una serie de hilos conductores de baja sección
Según numero de alma: Monoconductores – Multiconductores
Dimensionamiento de Conductores
La dimensión de los conductores es uno de los requisitos más importante alproyectar una instalación eléctrica, para la seguridad de los bienes y las personas
Hay tres condiciones que se deben cumplir:
-Reducir al mínimo las perdidas de energía-Que en condiciones normales de funcionamiento la temperatura del conductor no excedalos valores de servicios para lo que se diseño
-Que en condiciones de fallas sean capaces de soportar las demandas del sistema(protecciones)
Caída de voltaje:
La perdida de energía se manifiesta como perdida de voltaje en los conductores y se debea la resistencia eléctrica del material.
Rc = * L Donde Rc = Resistencia del conductor (Ω);
S = Resistividad especifica (Ω*mm²/m) = 0,0179
L = Long total del conductor (m)
S = Sección transversal del conductor (mm²)
La potencia que perdemos producto de la resistencia se calcula :
Pperdida = RC x I²Donde:
Pperdida : Potencia que se pierde producto de la Resistencia (Watts)
RC : Resistencia del conductor (Ω)
I : Intensidad de corriente (A)
Para disminuir las perdidas de energía la norma señala que la máxima caída de voltaje no
podrá exceder el 3 % del voltaje de alimentación
S = 2 x x L x I S = √ 3 x x L x cos ø x I
Vp Vp
Capacidad de transporte de los conductoresLa norma establece ciertos limites máximos de corriente según la sección del
conductor, para prevenir que la T° no sobrepase la recomendada. En la norma
NCh 4/2003, se establecen tablas con limites de T° según conductores de sección
milimétricas y AWG, con temperatura máxima de 30 °C y un máximo de tres
conductores por ducto
La tablas Nº 8.7 y Nº 8.7a para conductores en ductos o en cables, son aplicables a tres conductores colocados en un mismo ducto En caso de circuitos trifásicos no se considerará al neutro como un cuarto conductor y al conductor de tierra de protección en ningún caso se le considerará como un conductor activo al fijar la capacidad de transporte de una línea. Si el número de conductores activos colocados en un mismo ducto excede de tres, se deberá disminuir la capacidad de
transporte de cada uno de los conductores individuales de acuerdo al factor de corrección fn indicado en la tabla Nº 8.8. En igual forma, si la temperatura ambiente excede de 30ºC la capacidad de transporte de los conductores se deberá disminuir de
acuerdo al factor de corrección ft indicado en las tablas Nº 8.9 y Nº 8.9a.De este modo, si la temperatura ambiente y/o la cantidad de conductores exceden los valores fijados en las tablas, la corriente de servicio para cada conductor estará fijada por la expresión:
I = Is × ft × fn
Siendo It la corriente de tabla e Is la corriente de servicio.
Identificar los siguientes conductores, según tipo, partes componentes
Identificar los siguientes conductores, según tipo, partes componentes
Medidas de Protección contra Tensiones Peligrosas
• En los casos en que el diferencial se emplee en instalaciones de uso doméstico o similar en caso de falla deberá interrumpir el suministro eléctrico al circuito protegido, aún en ausencia del conductor neutro.
Para una correcta operación del protector diferencial, se debe asociar a un valor de puesta a tierra de acuerdo a su sensibilidad.
R = Vs/ Is,
Vs : Voltaje de seguridad, (50 ó 24 Volts, lugares secos o húmedos)
Is : Sensibilidad del diferencial.
Puestas a TierraTierra de Servicio: Se entiende como la puesta a tierra del neutro del empalme
Tierra de Protección: Toda pieza conductora que no sea parte del circuito, pero que puede quedar energizada por falla. Finalidad, proteger a las personas.
Se aumenta sección del conductor de protección a 2.5 mm2, cuando la sección del conductor activo es 2.5 mm2.
La puesta a tierra debe ser medible fácilmente a través de un punto accesible (cámara de registro)
Vs = Voltaje de seguridad
Lugares Seco = 50 Volts y Lugares Húmedos = 24 Volts
Rtp = Vs / 2.5 In
donde: Rtp = Valor máximo de la resistencia
In = Corriente nominal de la protección
SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA
Electrodos verticales Barra Conductores horizontales
Malla de tierra Reticulado
ILUMINACIÓN
La Iluminancia o denominada nivel de iluminación, se define como el flujo luminoso que incide sobre una superficie. Suunidad de medida es el Lux
La luminancia o denominado brillo fotométrico se define a la luz procedente de los objetos
La iluminación es aquel sistema de iluminación cuya principal finalidad es facilitar la visualización de las cosas encondiciones aceptables de eficacia, comodidad y seguridad.
Condiciones Básicas para un diseño de alumbrado1. Rendimiento o eficacia visual: La velocidad de respuesta visual y la exactitud con que captamos lo observado
2. Satisfacción visual: Mayor grado de bienestar visual
3. Eficiencia energética y costo: Evaluar previamente los equipos, la tecnología y los servicios disponibles
ILUMINACIÓN DE INTERIORES
Se tiene dos situaciones:
1. Conocido un recinto y sus dimensiones y características y las tareas a realizar, lo que define el nivel de iluminaciónrequerido, se determina el tipo de lámparas y luminarias a utilizar y el numero y su distribución.
2. Otro caso será determinar el nivel de iluminación que se obtiene en un recinto dado, en que existe un cierto tipo ycantidad de luminarias instaladas.
CALCULO DE LUMINACIÓN
Para efectuar cálculos de iluminación, se deben relacionar tres sistemas con la distribución de la luz sobre el área ailuminar:
a) Iluminación General: El tipo de luminaria, su altura y distribución, se determina para obtener una iluminaciónuniforme sobre todo el área a iluminar
a) Iluminación Localizada: Se dispone las luminarias, para obtener una iluminación alta en los puestos de mas interés yel resto queda limitada a 50 %
c) Iluminación General más Localizada: Se dispone las luminarias cerca de la tarea visual para iluminar una pequeñaárea con elevado nivel y una iluminación general para el entorno
METODO DEL LUMEN
El numero de lámparas a instalar es un recinto está dado por la siguiente formula:
N = E ∙ L ∙ A / Flamp ∙ Fm ∙ CuDonde:
E : Nivel de iluminación requerido en Lux (Está en tabla, dependiendo de la tarea visual a desarrollar)
L : Largo del recinto
A : Ancho del Recinto
Flamp: Flujo luminoso de la lámpara (cantidad de lúmenes emitido por cada equipo)
Fm : Factor de mantención total (considera factor de depreciación de luminaria y de mantención de instalaciones)
Cu : Factor de Utilización (Coeficiente) ( se obtiene de tablas existentes para cada tipo de lámparas y depende dellocal, factores de reflexión del cielo, paredes y plano de trabajo)
CU = A ∙ L / H (A + L) con H = Altura – Altura plano trabajo – Altura cielo a equipo
Factor de mantención (Fm), puede tomar valores entre 0,5 y 1, según la tabla:
Recinto muy limpio : 1.0
Recinto con aire acondicionado, luminarias y/o artefactos sellados: 0.9
Recinto normal con mantención máximo en 1 año : 0.8
Recinto muy sucio : 0.5
Factor de reflexión del cielo:
Colores Claro : 0.7
Colores Medios : 0.5
Colores Oscuros : 0.3
Factor de reflexión de las paredes:
Colores Claro : 0.5
Colores Medios : 0.3
Colores Oscuros : 0.1
La reflexión del plano de trabajo se considera igual a 0.1
Condiciones: El numero de lámparas se ajusta a un valor mayor o igual al calculado de forma de realizar una distribución
simétrica según ancho y largo del recinto.
Para calcular nivel lumínico de una instalación existente, se debe considerar las mismas expresiones, donde
N es el dato conocido
Ejemplo
Sala de clase:
Datos recinto:Largo (L) : 5 mAncho (A) : 5 mAltura (ALT) : 3 mAltura Plano Trabajo : 0.9 mAltura cielo a equipo : 0.1 m LReflexión del cielo : 0.7 LL LLLLlLReflexión de paredes : 0.5Datos de lámparasFlujo luminoso por lámpara : 5800 lúmenesFactor de mantención : 0.8Nivel de iluminación requerido : 250 Lux ( por norma)Factor de utilización (Cu) : 0.66Cantidad de lámparas : 3Lámparas en sentido longitudinal : 3Lámparas en sentido transversal : 1Espaciamiento longitudinal : 1.67 mEspaciamiento transversal : 0 mDistancia de la pared a primera lámpara longitudinal: 0.83 mDistancia de la pared a primera lámpara transversal : 2.5 m
Nivel de iluminación obtenido : 367 LuxNivel de iluminación inicial : 367 Lux (factor mantención = 1 Limpio)
METODO DEL WATT METROS CUADRADO
Según la norma NCH Elec. 4/2003. se debe aplicar la Tabla 11.24 y 11.25 y Apéndice 2
El método es el siguiente:
1. Se debe conocer el tipo de recinto y el uso que se realiza y el área del local
2. Se debe buscar la Iluminancia en Tabla 11.24 o 11.25 según el tipo de Local
3. Con la Iluminancia en Lux se busca en el Apéndice 2, la elección del tipo de luminaria
4. Luego se busca la intersección con la columna luz requerida
5. Se multiplica los Watt/mt² por el área del local y se obtiene la potencia necesaria para el nivel de requerido
4. Se debe buscar la potencia por lámpara para determinar el total
5. Se incluyen los accesorios y se considera un factor de potencia de 0.9
6. Este método es referencial , ya que considera luminarias de fabricación nacional, son niveles mínimos, no se
consideran lámparas ahorrativas
Ej.
Determinar el N° de lámparas de una sala de estudio superior
Tipo de Local Iluminancia [Lux]
Auditorios 300
Bancos 500
Bodegas 150
Bibliotecas públicas 400
Casinos, Restoranes, Cocina 300
Comedores 150
Fábricas en general 300
Imprentas 500
Laboratorios 500
Laboratorios de instrumentación 700
Naves de máquinas herramientas 300
Oficinas en general 400
Pasillos 50
Salas de trabajo con iluminación suplementaria en cada punto 150
Salas de dibujo profesional 500
Salas de tableros eléctricos 300
Subestaciones 300
Salas de venta 300
Talleres de servicio, reparaciones 200
Vestuarios industriales 100
Tabla Nº 11.24
Iluminancias Mínimas para Locales Comerciales e Industriales
Tipo de RecintoIluminancia
[Lux]
Atención administrativa 300
Bibliotecas 400
Cocinas 300
Gimnasios 200
Oficinas 400
Pasillos 100
Policlínicos 300
Salas de cirugía menor 500
Salas de cirugía mayor, quirófanos (*) 500
Salas de clases, párvulos 150
Salas de clases, educación básica 200
Salas de clases, educación media 250
Salas de clases, educación superior 300
Salas de Dibujo 600
Salas de Espera 150
Salas de Pacientes 100
Salas de Profesores 400
Tabla Nº 11.25
Iluminancias Mínimas para Locales Educacionales y Asistenciales
IluminanciaRequerida
[lux]
Tipo de Luminaria
Fluorescenteo Mercurio
Directo[W/m2]
Fluorescentecon Difusor
[W/m2]
Fluorescente en Cielos
Modulares[W/m2]
Sodio Alta Presión[W/m2]
HaluroMetálico[W/m2]
Incandescente
Directa[W/m2]
Indirecta[W/m2]
50 2,5 3 5 7 15
100 5 7 9 12 30
150 10 12 13 18 45
200 12 15 17 25 60
250 15 18 21 30 75
300 18 22 26 35 90
350 22 27 30 42 110
400 25 30 34 48 125
450 28 33 38 55 -
500 30 37 43 60 -
550 35 40 47 66 -
600 37 44 51 71 -
650 40 48 55 71 -
700 43 52 60 85 -
750 47 55 64 90 -
800 50 58 68 95 -
APENDICE 2
POTENCIA MEDIA POR UNIDAD DE SUPERFICIE ESTIMADA NECESARIA PARA OBTENER UNA ILUMINANCIA DADA
PROTECCION ELÉCTRICA
Disyuntor – termo magnético - automático