Seleccin de ComponentesMontaje de tablero de control de motores

FUNCIN DE LOS DISPOSITIVOS DE MANIOBRA:

En una instalacin elctrica, los dispositivos de maniobra, cumplen la funcin de ejecutar las siguientes maniobras: seccionar, conectar y desconectar en vaco, conectar y desconectar bajo carga, conectar y desconectar motores y desconectar en caso de cortocircuito.

Seccionar

Seccionadores son interruptores, los cuales separan un circuito elctrico en todas sus vas de corriente, los seccionadores tienen una indicacin fiable de la posicin de maniobra.Antes de efectuar algn trabajo de mantenimiento o reparacin de partes activas en las instalaciones, los componentes afectados deben separarse de la red; mientras se efectan dichos trabajos, debe estar asegurado el aislamiento elctrico y fsico de la red.

Conectar en vaco

En este tipo de maniobra la conexin y desconexin de circuitos elctricos se efecta cuando no circula corriente o cuando la tensin entre el contacto fijo y el contacto mvil en cada uno de los polos sea sumamente baja durante la maniobra.La utilizacin de interruptores para conectar en vaco presupone que en ningn caso, debido a medidas previamente tomadas, sea posible conectar bajo carga. Si esto llegase a ocurrir, tendra como consecuencia la destruccin del dispositivo y de parte de la instalacin y lo que es peor, pondra en peligro al personal de servicio a causa del arco que se producira durante la desconexin.

Conectar bajo carga

Con los interruptores bajo carga se pueden conectar y desconectar aparatos y partes de las instalaciones cuando prestan servicio normal con intensidad nominal. La capacidad de ruptura de los interruptores bajo carga es normalmente un mltiplo de su intensidad nominal y por tanto, pueden conectar y desconectar todas las sobreintensidades que ocurren en un servicio normal; adems de esto, con ello se maniobra sin peligro cuando se conectan involuntariamente cortocircuitos, ya que poseen una capacidad de conexin sumamente alta.

Conectar componentes de instalaciones

La capacidad de ruptura de los dispositivos de maniobra para conectar componentes de instalaciones debe estar en concordancia con los esfuerzos que se presentan cuando los diversos tipos de componentes son conectados o desconectados.Los principales componentes que se conectan en las instalaciones son:Motores de baja tensin.Motores de alta tensin.Condensadores.Aparatos para calefaccin.Luminarias.Transformadores, etc.

Desconectar bajo condiciones de cortocircuito

Los interruptores de potencia son aparatos de maniobra capaces no solamente de conectar y desconectar componentes de una instalacin con sobrecargas, sino tambin con corrientes de cortocircuito.

FUNCIN DE LOS DISPOSITIVOS DE PROTECCIN

La funcin de los dispositivos de proteccin es proteger a los componentes de las instalaciones contra sobreintensidades, los cuales se manifiestan como sobrecargas o cortocircuito.

Proteccin contra sobrecargas

Los componentes de las instalaciones pueden ser sobrecargadas cuando sobreintensidades correspondientes a un servicio normal permanecen por un tiempo muy largo o cuando los aparatos u otros materiales, como por ejemplo los motores o conductores, han sido mal dimensionados, es decir, son muy dbiles para la funcin que desempean. Estas corrientes de sobrecarga calientan el devanado de los motores y los conductores a temperaturas no admisibles y disminuyen su vida til.

La funcin de la proteccin contra sobrecarga es permitir las sobrecargas correspondientes a un servicio normal y desconectarlas antes que el tiempo de carga admisible sea sobrepasado.

Proteccin contra cortocircuitos

Los orgenes de un cortocircuito pueden estar en una falla de aislamiento o en una conexin incorrecta.Los cortocircuitos casi siempre estn acompaados de arcos voltaicos, los cuales pueden destruir las instalaciones y poner en peligro al personal. Los cortocircuitos provocan esfuerzos trmicos y dinmicos en los conductores y dems componentes de la instalacin por los cuales circulan.

La funcin de la proteccin contra cortocircuitos es limitar los efectos y las consecuencias de stos al mnimo posible su interrupcin para lo cual, una iluminacin de la corriente es provechosa.

SELECCIN DE CONDUCTORES

La conservacin del medio ambiente y los recursos del planeta, entre ellos la energa, son hoy una preocupacin que se ha extendido a todos los campos de accin del hombre.

Considerando los avances que ha trado el progreso, se ha despertado un inters generalizado respecto del uso racional y eficiente de la energa, pues de ello dependern cualitativa y cuantitativamente los proyectos que pongamos en marcha.

La funcin de un conductor elctrico es distribuir la energa elctrica, desde una fuente, hasta un punto de utilizacin.

Pero cuando la energa fluye por los cables un porcentaje de dicha energa se disipa en forma de calor, lo que reduce los niveles de eficiencia.

En los ltimos aos, un nmero importante de las instalaciones elctricas no se han ampliado ni mejorado, no obstante, hay mayor consumo de energa.En este contexto, vale la pena destacar que tan slo con incrementar la seccin de los conductores, las prdidas de energa pueden reducirse a valores mnimos.Si consideramos el costo de generar energa, en relacin con el costo de implementar un programa para ahorrarla, siempre resultar de mayor beneficio para el pas, en general, desarrollar sistemas destinados a optimizar la eficiencia energtica.Recuerde que la energa perdida jams se recupera y se convierte en un sobrecosto. Es el usuario final quien paga dicho sobrecosto!

De acuerdo a los fenmenos elctricos, la materia se puede comportar como:Conductor.Aislante.Semiconductor.

El cobre que se utiliza para conductores es del tipo electroltico de alta pureza, o sea de un 99,99999%.Dependiendo del uso que se le vaya a dar, este presenta los siguientes grados de dureza o temple:

Duro.Semiduro.Blando o recocido.

Identificacin del conductorEl conductor se identifica por su tamao o calibre, que puede ser milimtrico o expresado en AWG (American Wire Gage) o MCM (Mil Circular Mil) equivalencia en milmetros.

2.bin

AISLANTESEl objetivo del aislamiento en un conductor es evitar que la energa elctrica que circule por l, entre en contacto con las personas u objetos, ya sean estos ductos, artefactos u otros elementos que forman parte de una instalacin.

Del mismo modo, el aislamiento debe evitar que conductores de diferentes tensiones puedan hacer contacto entre s.Propiedades de los aislantes

Resistencia de aislacin.Resistencia a la arborescencia.Descargas parciales.Confiabilidad en sobrecargas.Resistencia a la tensin y esfuerzos mecnicos combinados.

CUBIERTA PROTECTORA

Protege al aislamiento y el alma conductora contra daos mecnico: raspaduras, golpes, etc.

Si las protecciones mecnicas son de acero, latn u otro material resistente, a sta se le denomina armadura.

Los conductores elctricos tambin pueden tener una proteccin del tipo elctrico, formada por cintas conductoras, ya sean de cobre o aluminio.

En el caso que sean de cobre se les demonina pantalla o blindaje

ESPECIFICACIONES DE LOS CONDUCTORES ELCTRICOS

Tensin del sistema.Tipo de sistema (CC o CA), fases, neutro, tierra.Corriente o potencia a suministrar.Temperatura de servicio, temperatura ambiente.Tipo de instalacin, dimensiones, profundidad, radios de curvatura, distancia entre vanos, etc.Sobrecargas o cargas intermitentes.Tipo de aislamiento.Cubierta protectora.

Cdigo para la denominacin de cables:N: Conductor normalizado.K: Camiseta de plomo. Si va despus de la N, conductor de cobre con aislamiento de papel impregnado en aceite.B: Armadura de cinta de acero.A: Capa externa de yute impregnada en alquitrn.F: Armadura de alambre chato.R: Armadura de alambre redondo.G: Espirales en los dos sentidos (slo para F o R).B: Espirales de flejes de acero en los dos sentidos (despus de RG o FG).

A despus de N: Conductores de aluminio.E despus de K: Cable con tres envolturas de plomo.O despus de F o R:Armadura de alambre abierta.A, al final: Capa adicional de yute alquitranado.H delante de K: Conductores metalizados.Y: Aislamiento termoplstico.X en lugar de N: Cables que se apartan de las normas.

Ejemplo:

NKY: Conductor normalizado de cobre con aislamiento de papel impregnado en aceite y termoplstico.

NYY: Conductor normalizado con doble aislamiento de material termoplstico.

NKBA: Conductor normalizado de cobre, con aislamiento de papel impregnado en aceite, armadura de cinta de acero y una capa exterior de yute alquitranado.

MATERIAL:ARMADURA:PROPIEDAD:R: Goma.Ru: Goma con ltex.T: Termoplstico.C: Algodn.N: Nylon.V: Tela barnizada.A: Asbesto.L:Plomo.P:Polietileno.A despus de L: Armadura de aluminio.B despus de L: Armadura de bronce.S despus de V: Armadura de acero.W :Resistente a la humedad (60).H:Resistente al calor.SB:Retardador de llama.WP:Resistente a la intemperie.F despus de R o T: Para uso especial en luminarias.F al final:A prueba de flama.

SELECCIN DE CONDUCTORES ELCTRICOS

Arquitectos, ingenieros, tcnicos instaladores y usuarios finales deben tener en consideracin, desde la concepcin y diseo de cualquier proyecto, el equilibrio que necesariamente debe existir entre el consumo de energa y la instalacin que le dar soporte.La inversin que hagamos hoy en el diseo y mantenimiento garantizar, sin lugar a dudas, un significativo ahorro durante toda la vida til de las instalaciones.No hay mejor momento para planificar la eficiencia en la distribucin de energa que en la etapa de diseo del proyecto. Despus ser mucho ms difcil y costoso incorporar mejoras al circuito.

Para dimensionar adecuadamente un conductor debemos tener en consideracin lo siguiente:

La capacidad de corriente debe ser por lo menos igual (se recomienda que sea mayor) a la exigida por el circuito o la carga en condiciones extremas.La cada de tensin en los extremos de la carga. Se recomienda que el valor sea cercano a 3%.La capacidad de cortocircuito, es decir, cunta sobrecarga puede soportar el circuito, lo que depender directamente de cmo se haya diseado la conexin.El anlisis tcnico econmico de la seleccin del conductor.

Es importante notar que al incrementar la seccin del conductor estemos ampliando el soporte de carga, pero Hasta dnde dimensionar?La respuesta es: hasta que el ahorro en prdidas justifique la mayor inversin inicial en un calibre de mayor seccin.

CAPACIDAD DE TRANSPORTE DE LOS CONDUCTORESPrincipales efectos de un mal uso o mal dimensionamiento de los conductores, en una instalacin elctrica:

Sobrecalentamiento de las lneas.Cadas de tensin.Cortocircuitos.Fallas de aislamiento a tierra.Cortes de suministros.Riesgos de incendio.Prdidas de energa.

Intensidad de corriente admisible para Conductores de Cobre (Secciones AWG)

Grupo A:Hasta 3 conductores en tubo, en cable o directamente enterrados.Grupo B:Conductor simple al aire libre.

SECCIN NOMINALTEMPERATURA AMBIENTE = 30CTEMPERATURA DE SERVICIOGRUPO AGRUPO B(mm2)AWG60C75C60C75C0,82187,57,5--1,31161010--2,0814151520203,3112202025255,2610303040408,3684045556513,3065565809521,1547085105125

Intensidad de Corriente Admisible para conductores de Cobre (Secc. Milimtricas)Grupo 1:Monoconductores tendidos al interior de ductos.Grupo 2:Multiconductores con cubierta comn, que van al interior de tubos metlicos cables planos y cables porttiles o mviles, etc.Grupo 3:Monoconductores tendidos sobre aisladores.

SECCIN NOMINALTEMPERATURA AMBIENTE = 30CTEMPERATURA DE SERVICIO = 70C (mm2)GRUPO IGRUPO IIGRUPO III1,51519232,5202532425344263344541045617316618298

Factores de correccin a la capacidad de transporteLa capacidad de transporte de los conductores, se define por la capacidad de los mismos para disipar la temperatura al medio que los rodea, a efecto que los aislantes no sobrepasen su temperatura de servicio.Las tablas de conductores consignan:

Temperatura ambiente = 30CNmero de conductores por ducto = 3

Factores de Correccin por Cantidad de Conductores ( fn )

Cantidad de conductoresFactor60,8240,7420,6Sobre 420,5

FACTORES DE CORRECCIN POR TEMPERATURA AMBIENTE

Secciones Milimtricas (fr)Temperatura ambiente CFactorMs de 30 hasta 350,9Ms de 35 hasta 400,87Ms de 40 hasta 450,8Ms de 45 hasta 500,71Ms de 50 hasta 550,62

Secciones AWG (fr)Temperatura ambiente CTemperatura de servicio60C75CMs de 30 hasta 400,820,88Ms de 40 hasta 450,710,82Ms de 45 hasta 500,580,75Ms de 50 hasta 550,410,67Ms de 55 hasta 60-0,58Ms de 60 hasta 70-0,35

Capacidad de transporte de los conductores

Finalmente la capacidad de transporte de los conductores queda consignada a al siguiente expresin:

Donde:

I:Corriente admisible corregida (A).fn :Factor de correccin por nmero de conductores.ft:Factor de correccin por temperatura.It:Corriente admisible por seccin segn tabla.

EjemploVerificar la capacidad de transporte de un conductor en las siguientes condiciones:

S = 2,5 mm2 (seccin del conductor)Tamb = 37CNro. de conductores/ducto = 5Solucin ejemplo 1:De tablas, por factor de corrosin:

fn = 0,8 de tablaft= 0,87 de tablaIt= 20A de tablaLuego:I= 0,8 x 0,87 x 20I= 13,9 A

EjemploVerificar la capacidad de transporte de un conductor en las siguientes condiciones:

S = 2,5 mm2 (seccin del conductor)Tamb = 37CNro. de conductores/ducto = 5Solucin ejemplo 1:De tablas, por factor de corrosin:

fn = 0,8 de tablaft= 0,87 de tablaIt= 20A de tablaLuego:I= 0,8 x 0,87 x 20I= 13,9 A

CLCULO DE CONDUCTORES PARA ALIMENTAR A CARGAS CONCENTRADAS

Un solo motor

M

3

PUIcos

L

Por capacidad de corriente:

El calibre del conductor se selecciona calculando la corriente de diseo Id:Id = 1,25 I

I : Corriente nominal del motor (A).P : Potencia nominal del motor (W).U : Potencia nominal del motor (V).Cos : Factor de potencia del motor.N: Eficiencia del motor.K: 1 para circuitos monofsicos: Para circuitos trifsicos

Por cada de tensin:

S:Seccin del conductor (mm2).L:Distancia hasta la carga (m).Id:Corriente de diseo del conductor (A).Cos :Factor de potencia del motor.%U:Cada de tensin en porcentaje.U:Tensin nominal de KN:0,0357 para circuitos monofsicos:0,0309 para circuitos trifsicos

M

3

Subestacin de distribucin

Tablero de control

5% U

2% U

3% U

Varios motores:

M

3

M

3

M

3

L

PUIcos

1

1

1

1

1

PUIcos

2

2

2

2

2

PUIcos

3

3

3

3

3

Por capacidad de corriente:Donde:Por cada de tensin:

S:Seccin del conductor (mm2).L:Distancia hasta el grupo de motores (m).Idi:Corriente de diseo del motor (i) (A).Cos :Factor de potencia del motor (i).%U:Cada de tensin en porcentaje.U:Tensin nominal de KN:0,0357 para circuitos monofsicos:0,0309 para circuitos trifsicos

CLCULO DE CONDUCTORES PARA ALIMENTAR A CARGAS DISTRIBUIDASCriterio de seccin constante

L

M

3

M

3

M

3

PUIcos

1

1

1

1

1

PUIcos

2

2

2

2

2

PUIcos

3

3

3

3

3

L

1

L

2

3

Por capacidad de corriente:Donde:Por cada de tensin:

S:Seccin del conductor (mm2).L:Distancia hasta el grupo de motores (m).Idi:Corriente de diseo del motor (i) (A).Cos :Factor de potencia del motor (i).%U:Cada de tensin en porcentaje.U:Tensin nominal de KN:0,0357 para circuitos monofsicos:0,0309 para circuitos trifsicos