guia para elaboracion proyectos electricos

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UNIVERSIDAD DE LA FRONTERA FACULTAD DE INGENIERIA, CIENCIAS Y ADMINISTRACION DEPARTAMENTO DE INGENIERÍAELECTRICA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRICA TEMUCO – CHILE TALLER DE PROYECTOS I INGENIERIA CIVIL ELECTRICA Medardo Navarro C. Ing. Civil Industrial. Ing. Eléctrico [email protected] 6 4 32 499 56-45- 325499 Primavera 2012

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UNIVERSIDAD DE LA FRONTERAFACULTAD DE INGENIERIA, CIENCIAS Y ADMINISTRACION

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRICADEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELECTRICATEMUCO – CHILE

TALLER DE PROYECTOS IINGENIERIA CIVIL ELECTRICA

Medardo Navarro C. Ing. Civil Industrial.

Ing. Elé[email protected]

6 4 32 49956-45- 325499Primavera 2012

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Nch 4/2003

Nseg 5/71

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Persona facultada para proyectar dirigir y/o ejecutarPersona facultada para proyectar, dirigir y/o ejecutar instalaciones eléctricas

Toda instalación de consumo deberá ser proyectada y ejecutada dando estrictop y y jcumplimiento a las disposiciones de esta Norma.

5.0.2.- Toda instalación de consumo deberá ejecutarse de acuerdo a un proyectotécnicamente concebido, el cual deberá asegurar que la instalación no presentariesgos para operadores o usuarios, sea eficiente, proporcione un buen servicio,permita un fácil y adecuado mantenimiento y tenga la flexibilidad necesaria comopara permitir modificaciones o ampliaciones con facilidad.

5.0.3.- Toda instalación de consumo debe ser proyectada y ejecutada bajo lai ió di t d I t l d El t i i t t i d d l t ísupervisión directa de un Instalador Electricista autorizado y de la categoría

correspondiente según lo establecido en el D.S. Nº 92, de 1983, del Ministerio deEconomía Fomento y Reconstrucción, Reglamento de Instaladores Eléctricos y deElectricistas de Espectáculos PúblicosElectricistas de Espectáculos Públicos.

5.0.4.- En uso de sus atribuciones, la Superintendencia podrá controlar lasinstalaciones de consumo en sus etapas de proyecto ejecución operación yinstalaciones de consumo en sus etapas de proyecto, ejecución, operación ymantenimiento, según se establece en la Ley Nº 18.410 y sus modificaciones.

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Obras de Ingeniería, maquinarias, aparatajes, líneas, accesorios, y faenas complementarias destinadas a la producción, transporte, y p p , p ,conversión, distribución y utilización de energía eléctrica

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Instalación eléctrica construida en una propiedad particular, para uso exclusivo de sus ocupantes, ubicada tanto en elpara uso exclusivo de sus ocupantes, ubicada tanto en el interior de edificios como a la intemperie

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Se consideran como tales a los teatros, cines, salas de conferencia, centros sociales, edificios destinados alconferencia, centros sociales, edificios destinados al culto, centros de educación, edificios de asistencia hospitalaria, cuarteles, cárceles, hoteles, restaurantes, cabarets, grandes locales comerciales y otros similares a los anotados

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Conjunto de planos y memoria explicativa ejecutadosConjunto de planos y memoria explicativa, ejecutados con el fin de indicar la forma de la instalación eléctrica y la cantidad de materiales que la componenq p

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Recintos que conllevan riegos de incendio o deRecintos que conllevan riegos de incendio o de explosión por las propiedades de los materiales que se procesan manipulan o almacenanque se procesan, manipulan o almacenan

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11.- INSTALACIONES DE ALUMBRADO

11.0.1.1.- Se considerará instalación de alumbrado a toda aquella en que la energía eléctrica se utilice preferentemente para iluminar el o los recintos

id d i j i i l l tili i t f tconsiderados, sin perjuicio que a la vez se le utilice para accionar artefactos electrodomésticos o máquinas pequeñas similares conectados a través de enchufes.

11.1 ALUMBRADO DE VIVIENDAS

11 2 ALUMBRADO EN LOCALES COMERCIALES E INDUSTRIALES11.2 ALUMBRADO EN LOCALES COMERCIALES E INDUSTRIALES

11.3 ALUMBRADO EN RECINTOS ASISTENCIALES Y EDUCACIONALES

11.4 INSTALACIONES ESPECIALES

11.5 ALUMBRADO DE EMERGENCIA

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12.- INSTALACIONES DE FUERZA

12.0.1.1.- Se considerará instalación de fuerza a toda aquella instalación en que la energía eléctrica se use preferentemente para obtener energía

á i / i t i l ú d ti i d t i lmecánica y/o para intervenir en algún proceso productivo industrial.

12.0.2.2.- Todo motor deberá, traer marcada en forma legible e indeleble y colocada en un lugar fácilmente visible una placa de características con a locolocada en un lugar fácilmente visible, una placa de características con a lo menos los siguientesdatos:• Nombre del fabricante o su marca registrada.• Voltaje nominal y corriente de plena carga.j y p g• Frecuencia y número de fases.• Temperatura ambiente nominal y elevación nominal de temperatura.• Tiempo en que se alcanza la temperatura de régimen permanente partiendop q p g p pen frío.• Potencia nominal.• Factor de potencia a potencia nominal.• Número de certificado de aprobación entregado por un organismocompetente.

Los motores de varias velocidades deberán tener indicadas la potencia nominal y corriente de plena carga para cada velocidad.

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12 4 - INSTALACIÓN DE SOLDADORAS ELÉCTRICAS12.4. INSTALACIÓN DE SOLDADORAS ELÉCTRICAS

13 - INSTALACIONES DE CALEFACCIÓN13. INSTALACIONES DE CALEFACCIÓN.

13.0.1.1.- Se considerará instalación de calefacción a toda aquella instalación en que la energía eléctrica se transforma en energía calórica con el objeto de variar la temperatura ambiental de recintos, calentar agua o preparar alimentos.

13.0.1.2.- Los circuitos de calefacción deberán estar separados de los circuitos de otro tipo de consumos, sin embargo, podrán tener alimentadores o subalimentadores comunes salvo alguna disposición expresa en contrarioo subalimentadores comunes, salvo alguna disposición expresa en contrario

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14.- SISTEMAS DE AUTOGENERACION

14.0.1.- Los sistemas de autogeneración están destinados a proporcionar energía a instalaciones eléctricas en forma independiente de la red pública o encombinación con ésta. Según su finalidad se clasificarán en:

• Sistemas de emergencia• Sistemas de corte de puntas

Si t d ió• Sistemas de cogeneración

14.0.2.- Todo sistema de autogeneración deberá ser construido de acuerdo a un proyecto el cual deberá ser presentado ante SEC o ante el organismo inspectivoproyecto el cual deberá ser presentado ante SEC o ante el organismo inspectivo que ésta designe, para su revisión antes de iniciarse su etapa de construcción.

14 0 3 Los sistemas de emergencia entrarán en funciones cuando la energía14.0.3.- Los sistemas de emergencia entrarán en funciones cuando la energía de la red pública no esté disponible y requerirán para su entrada en servicio de un sistema de partida y un sistema de transferencia. Estos sistemas pueden ser de accionamiento manual o automáticode accionamiento manual o automático.

14.0.4.- Se entenderá por transferencia como el proceso de traspaso de carga desde la red pública al sistema de autogeneración o viceversa.desde la red pública al sistema de autogeneración o viceversa.

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14.1.- Sistemas de emergencia

14 1 1 L i t d i á i i t i t i l14.1.1.- Los sistemas de emergencia serán necesarios en recintos asistenciales,educacionales, hoteles, teatros, recintos deportivos, locales de reunión depersonas, y todo otro recinto o institución de finalidades similares.

14.1.2.- También deberán contar con el respaldo de sistemas de emergencia aquellos procesos industriales cuya interrupción accidental pueda provocar dañosambientales severosambientales severos.

14.1.3.- En el empalme y/o en el tablero general de toda instalación de consumo que cuente con un respaldo de un sistema de emergencia de transferencia yque cuente con un respaldo de un sistema de emergencia de transferencia y partida automáticas, se deberá colocar en forma fácilmente visible un letrero indicando esta condición e indicando la forma en que este sistema de emergencia se debe desconectar en caso de siniestros, cuando es necesario que la , qinstalación quede totalmente desenergizada

14.1.4.- Los sistemas de emergencia alimentarán consumos tales como sistemas gdesustentación de funciones biológicas vitales y sus sistemas periféricos esenciales para su funcionamiento, alumbrado y fuerza en salas de cirugía de centros asistenciales, sistemas de alarma contra incendio o contra robos, sistemas de combate y extinción de incendios, sistemas de alumbrado de escape y circulación de emergencia y todo otro consumo de características similares, como los considerados en la sección 11.5.

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14.2.- CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS DE EMERGENCIA.

14.2.1.- Desde el punto de vista de las necesidades de continuidad de servicio para asegurar el normal desarrollo de los procesos o actividades ligados alfuncionamiento de sistemas de emergencia, éstos se clasificarán como sigue:g , g

Grupo 0. En este grupo se encuentran aquellos sistemas de emergencia quealimenten consumos que, por la naturaleza de su finalidad no toleraninterrupciones en su alimentación.

Grupo 1. En este grupo se encuentran aquellos sistemas de emergencia quealimenten consumos que no toleran interrupciones superiores a 0,20segundos y variaciones de frecuencia no mayores a ± 0,5%.

G 2 E t t ll i t d iGrupo 2. En este grupo se encuentran aquellos sistemas de emergencia quealimenten consumos que no toleran interrupciones superiores a 15segundos.

Grupo 3. En este grupo se encuentran aquellos sistemas de emergencia quealimenten consumos que toleran interrupciones superiores a lasindicadas pero en ningún caso superiores a 15 minutosindicadas pero en ningún caso superiores a 15 minutos.

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15.- INSTALACIONES EN HOSPITALES

16.- INSTALACIONES EN SERVICENTROS E ISLAS DE EXPENDIO DE GASOLINAGASOLINA

16.0.1.- Las disposiciones de esta sección se aplicarán a aquellos lugares en donde se suministre gasolina u otros líquidos volátiles inflamables a los g qvehículos automóviles.

16.0.2.- En este tipo de recintos existirán zonas clasificadas como peligrosas, p p gdentro y sobre las cuales las canalizaciones y los equipos eléctricos deberán cumplir las exigencias que se indican en esta sección; el resto del recinto se considerará zona normal y las instalaciones que en él se ejecuten deberán cumplir las restantes disposiciones de la presente Norma.

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17.- INSTALACIONES EN AREAS DE PINTURA Y PROCESOS DE ACABADO

17.0.1.- Las disposiciones de esta sección regirán para los recintos en donde se apliquen por pulverización, por inmersión, con brocha o por otros medios, en forma regular o frecuentemente, pinturas, lacas, barnices u otros acabados inflamables y en donde se empleen solventes volátiles inflamables para dichas pinturas, lacas y barnices o puedan producirse depósitos o residuos inflamables de ellos.

18.- INSTALACIONES EN CONSTRUCCIONES PREFABRICADAS

18.0.1.- Las disposiciones de esta sección se aplicarán a todas las instalaciones eléctricas de casas, edificios u otro tipo de construcciones prefabricadas que queden total o parcialmente incorporadas a las partesprefabricadas que queden total o parcialmente incorporadas a las partes armadas en fábricas.

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19.- INSTALACIONES PROVISIONALES

19.0.1.- Se denominarán instalaciones provisionales a aquellas destinadas a alimentar cualquier servicio por un período de tiempo definido generalmentealimentar cualquier servicio por un período de tiempo definido, generalmente corto, entendiéndose por tal a un período no superior a seis meses.

Se considerará como un caso particular de instalaciones provisionales, a aquellasSe considerará como un caso particular de instalaciones provisionales, a aquellasdestinadas a faenas de construcción, en este caso el período de vigencia será deonce meses y será renovable por una única vez y por el mismo plazo. En estecaso el empalme provisional podrá transformarse en definitivo con lasp p padecuaciones necesarias a las condiciones de consumo definitivas una vez quesea fiscalizado por SEC.

19.0.2.- Existirán dos tipos de instalaciones provisionales, aquellas conectadasdirectamente a la red pública a través de un empalme provisional, destinadoexclusivamente a este fin y aquellas conectadas a instalaciones permanentes quecuentan con un empalme definitivo para su conexión a la red pública.

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CONCEPTOS BASICOS

Para un motor trifásico:

Para un motor monofásico:

Donde:Un: Tensión nominal fase faseUn: Tensión nominal, fase-fase.In: Corriente de línea demandada por el motor a plena carga en A.

En caso de no disponer de los datos específicos del motor pueden p p pmanejarse los siguientes valores medios:

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Equipos que contienen dispositivos de estado sólido

Los equipos que contienen dispositivos de estado sólido, y de aplicación más os equ pos que co e e d spos os de es ado só do, y de ap cac ó ásgeneral en instalaciones eléctricas de baja tensión son:-Los convertidores AC/DC para alimentación y control de velocidad de motores de corriente continua.

-Los arrancadores suaves para motores de inducción.

-Los variadores de frecuencia para motores de inducción.

En estas aplicaciones la forma de onda de la corriente demandada por el receptor no es sinusoidal, sino que aparecen armónicos, siendo los de mayor amplitud, los de orden 3, 5, 7, 9.

E l d l d t di t ió d l lEn el caso de los arrancadores suaves, esta distorsión se produce solo en el arranque, en los otros casos la distorsión se mantiene en régimen permanente.

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Cargas tipo Resistivas

Se incluyen en este punto las cargas de calefacción, lámparas incandescentes, etc.

La potencia aparente consumida por este tipo de cargas es igual a la potencia nominal indicada por el fabricante, ya que las mismas no consumen potencia reactiva ni utilizan ningún equipo auxiliar para su conexión a la red que agreguereactiva, ni utilizan ningún equipo auxiliar para su conexión a la red que agregue consumo de potencia.

En este caso tenemos entonces:

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Lámparas fluorescentesLámparas fluorescentes

Las lámparas fluorescentes producen una descarga eléctrica en una atmósfera de vapor de mercurio a baja presión.

E t lá i f i i t d i iliEstas lámparas requieren para su funcionamiento de un equipo auxiliar, habitualmente formado por los siguientes componentes:

Balasto: su función es limitar la intensidad de corriente que circula a través de laBalasto: su función es limitar la intensidad de corriente que circula a través de la lámpara, regular la corriente necesaria para el precalentamiento de los electrodos y producir el impulso de tensión preciso que ayuda al encendido de la lámpara.

El más sencillo está formado por una bobina con núcleo de láminas metálicas.

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Partidor, arrancador, cebador o Started: su función es permitir durante un breve período el pasaje de corriente por los electrodos (precalentamiento de losbreve período el pasaje de corriente por los electrodos (precalentamiento de los electrodos) de la lámpara hasta que pueda comenzar el encendido. Se conecta en serie con el balasto y los electrodos.

En este caso estamos refiriéndonos a un equipo auxiliar electromecánico, se utilizan también los equipos auxiliares electrónicos.

El rendimiento y prestaciones en general de la lámpara, dependen entre otras cosas de las características del equipo auxiliar.

En este caso tenemos entonces:

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El valor del factor de potencia depende del tipo de balasto, de la potencia de lalámpara, y puede variar para cada marca, como valores medios puedenconsiderarse los siguientes:considerarse los siguientes:Para lámparas sin condensador de compensación de energía reactiva y conbalasto electromagnético: cos fi = 0.6

Para lámparas con condensador de compensación de energía reactiva y conbalasto electromagnético: cos fi=0.86

Para lámparas sin condensador de compensación de energía reactiva y conbalasto electrónico cosfi=0.96

La potencia disipada en el balasto, también depende del tipo de balasto, ypuede estimarse en un 25% de la potencia nominal de la lámpara, para loselectromagnéticos en el caso que no se disponga del dato del fabricante Laelectromagnéticos, en el caso que no se disponga del dato del fabricante. Laeficiencia del balasto electrónico es superior.

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Lámparas de descarga

En las lámparas de descarga, la luminosidad está producida por la descarga a p g p p gtravés de un gas o vapor con componentes metálicos, encerrado en una envolvente transparente a una presión pre determinada.

En este caso la potencia indicada en la lámpara tampoco incluye la potencia disipada en el ballasto.

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Definiciones según Nch 4/2003

4.1.17.- DEMANDA: La demanda de una instalación, sistema eléctrico o parte de4.1.17. DEMANDA: La demanda de una instalación, sistema eléctrico o parte de él, es la carga de consumo en el punto considerado, promediada sobre un intervalo de tiempo dado. Se expresa en unidades de potencia.

4.1.17.1.- Demanda máxima: Es la mayor demanda de la instalación, sistema eléctrico o parte de él que ocurre en un período de tiempo dado. Se expresa en unidades de potencia.

4.1.17.2.- Demanda, factor de: Es la razón, definida sobre un período de tiempo dado, entre la demanda máxima de la instalación o sistema y la carga total conectada. Se entenderá por carga total conectada a la suma aritmética de las potencias nominales de los artefactos o componentes de la instalación. Se puede también aplicar esta definición a partes de la instalación o sistema.

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4.1.18.- DIVERSIDAD, FACTOR DE: Es la razón entre la suma de las ,demandas máximas individuales de cada una de las subdivisiones de una instalación o sistema y la demanda máxima de la instalación o sistema completo.

Es el reciproco del factor de coincidencia.

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4.1.30.- RÉGIMEN DE CARGA: Es el parámetro que define el comportamiento de la carga de un equipo circuito o instalación a través del tiempo Para losde la carga de un equipo, circuito o instalación a través del tiempo. Para los efectos de aplicación de esta Norma se definen los siguientes regímenes de carga:

4.1.30.1.- Régimen permanente: Es aquel cuya duración es tal que todos los elementos de la instalación alcanzan su temperatura nominal estable, al circular en ésta su corriente nominalen ésta su corriente nominal.

4.1.30.2.- Régimen intermitente: Es aquel en que los tiempos de conexión se alternan con pausas cuya duración no es suficiente como para que los p y p qelementos de la instalación alcancen la temperatura nominal.La suma del tiempo de conexión y de la pausa se conocen como ciclo de trabajo; y la razón entre el tiempo de conexión y el ciclo de trabajo se denomina j y p y jfactor de funcionamiento

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4.1.30.3.- Régimen periódico: Es un régimen intermitente en el cual el ciclo de trabajo es constante y se repite en forma regular.

4.1.30.4.- Régimen de breve duración: Es aquel en que el tiempo de conexión es tan corto que no se alcanza la temperatura de régimen estable y la pausa es lo suficientemente larga como para que los elementos de la instalación recuperen lasuficientemente larga como para que los elementos de la instalación recuperen la temperatura del medio ambiente.

4.1.31.- SOBRECARGA: Aumento de la potencia o corriente absorbida por un4.1.31. SOBRECARGA: Aumento de la potencia o corriente absorbida por un artefacto mas allá de su valor nominal.

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CONDUCTORESRESISTENCIA: Pérdida de energía debido al choque subatómico de electrones, generalmente por calor. También puede definirse como la tendencia de un material hacia impedir el flujo de corriente a través de él. La unidad en la que se mide la resistencia es el Ohm (Ω)

A la propiedad de un material que indica qué tanto impide el flujo de la corriente se le llama resistividad. (ρ) la cuál se mide en ohm-metros.

Resistividad de algunas sustancias a 20 ºC

Es un buen conductor, ya que la resistividad es muy baja

Sustancia ρ (Ω·m)

Oro 1.59·10-8

Plata 1.67·10-8

Cobre 2.35·10-8

Aluminio 2.65·10-8

Vidrio 1010 - 1014

Di t 1011

Los conductores pobres tienen una resistividad muy alta (aislantes)

Diamante 1011 y ( )

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La resistencia de una porción de material se encuentra a partir de la resistividad del material, así p pcomo de las dimensiones geométricas del mismo.

l Donde:

AlR ρ= l: Longitud del conductor

A: Sección transversal del conductorASi la resistividad ρ es pequeña, la conductividad δ es alta.

Material Conductividad

Cobre recocido normal 100%

Cables de cobre 97%Cables de cobre 97%

ACSR 61% (sin tomar en cuenta el acero)

•Para instalaciones eléctricas se utilizan cobre y aluminio.

•El aluminio sólo presenta un 63% de la conductividad eléctrica del cobre para alambres de un tamaño, pero pesa menos de la mitad.

•Un alambre de aluminio de la misma conductividad del cobre es más grueso, pero su peso es menor. Lo anterior es importante para el diseño de líneas de transmisión.

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Por otra parte, se sabe que la resistencia eléctrica de los conductores varía de acuerdo a la temperatura. Generalmente los datos de las resistencias de losacuerdo a la temperatura. Generalmente los datos de las resistencias de los conductores se encuentran dados para una temperatura de 60 °C, por lo que al calcular la resistencia de un conductor a cualquier otra temperatura, ésta debe corregirse mediante la siguiente fórmula:g g

( )[ ]12112 TTRR TT −+= α( )[ ]12112 TTRR TT +α

Donde: RT: Resistencia del conductor a la temperatura deseada.

T1: Temperatura considerada.

T2:Temperatura deseada

α: Coeficiente de corrección de temperatura en Ohms/°C

E l d l b l d 0 00385En el caso del cobre su valor es de 0.00385

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•CONDUCTOR ELECTRICO: Se le denomina de esta manera a aquel material que oponga poca resistencia al flujo de electricidad. Su forma puede ser variada: alambres, cables, barras rectangulares o circulares, tubos, etc.g

•Se utilizan por lo general cobre y aluminio.

•Un cable consta de varios alambres trenzados, le dan mayor resistencia mecánica y flexibilidad para el manejo. Sin embargo, al trenzarlos aumenta la longitud, y por lo tanto, aumenta la resistencia del mismo.

•Los conductores: tanto cables como alambres se identifican por un número alLos conductores: tanto cables como alambres, se identifican por un número, al cual se le conoce como calibre. Normalmente se sigue el sistema de designación americano AWG (American Wire Gage). El calibre AWG más grueso es el 4/0. Siguiendo en orden descendente los calibres son los g gsiguientes: 3/0, 2/0, 1/0, 2, 4, 6, 8, 10, 12,...,20.

•Para conductores cuya sección transversal es mayor al 4/0, la unidad de medida es el Circular Mil Esta medida se encuentra dada en función al área demedida es el Circular Mil. Esta medida se encuentra dada en función al área de la sección transversal del conductor en pulgadas cuadradas.

•Se denomina Circular Mil a la sección de un círculo que tiene un diámetro de una milésima de pulgada.

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Al ser 1 pulgada = 2.54 cm:

2422

07.54

)0254.0(14.34

1 mmEDCM −===π

CMCMmm 2000197411 42 ≈== CMCM

Emm 20001974

07.51 4−

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SELECCIÓN DE UN CONDUCTOR

Para la selección de un conductor se debe tener en cuenta lasconsideraciones eléctricas, térmicas, mecánicas y químicas. Las principalescaracterísticas de cada una de ellas se pueden resumir de la siguiente forma:características de cada una de ellas se pueden resumir de la siguiente forma:

Consideraciones eléctricas:

Tamaño (capacidad de corriente), tipo y espesor de la aislación, nivel detensión (baja, media o alta), capacidad dieléctrica, resistencia de aislación,factor de potencia.p

Consideraciones térmicas:

Compatibilidad con el ambiente, dilatación de la aislación, resistencia térmica.

Consideraciones mecánicas:

Flexibilidad, tipo de chaqueta exterior, armado, resistencia impacto, abrasión,contaminación.

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Consideraciones químicas: aceites, llamas, ozono, luz solar, ácidos.

La selección del calibre o tamaño del conductor requerido para una aplicación, se determina mediante:

Corriente requerida por la carga ,Caída de tensión admisible, Corrientes de cortocircuitoCorrientes de cortocircuito

El problema de la determinación de la capacidad de conducción de corrientees un problema de transferencia de calor Ya sea en condiciones normales dees un problema de transferencia de calor. Ya sea en condiciones normales deoperación, como en sobrecargas y en cortocircuito. Por tal razón algunosautores definen estas características en conceptos de temperaturas(incremento de temperatura por efecto Joule I2R )(incremento de temperatura por efecto Joule I2R ).

La verificación del tamaño o sección transversal del conductor se puedeefectuar mediante los siguientes criterios:g

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En base a la capacidad de corriente:

Se deben considerar las características de la carga, requerimientos del NEC, efectos térmicos de la corriente de carga, calentamiento, pérdidas por inducción magnética y en el dieléctrico Cuando la selección del tamaño delinducción magnética y en el dieléctrico. Cuando la selección del tamaño del cable se hace en base a este criterio, se recurre a tablas normalizadas donde para distintos valores de corriente se especifica la sección mínima del conductor a emplear Debe tenerse presente cuando los cables vanconductor a emplear. Debe tenerse presente cuando los cables van canalizados, o cuando pasan por fuentes de calor. La temperatura permanente no debe exceder del valor especificado por el fabricante, que generalmente está en el rango de 55 a 90 °Cgeneralmente está en el rango de 55 a 90 C.

En base a sobrecargas de emergencias:

Las condiciones de operación nominales de un cable aseguran una vida útilque fluctúa entre 20 y 30 años. Sin embargo, en algunos casos porcondiciones de operación especiales se debe sobrepasar el límite dep p ptemperaturas de servicio, por tal motivo, en períodos prolongados, disminuyeasí su vida útil. Para este fin, IPCEA ha establecido temperaturas máximasde sobrecarga para distintos tipos de aislación.

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La operación a estas temperaturas no deben exceder las 100 horas por año, y con un máximo de 500 horas durante toda la su vida útil. Existen tablas donde, para distintos tipos de aislación, se especifica el factor de sobrecarga para casos de emergencias. Al operar bajo estas condiciones no se disminuye la vida útil del cable porque la temperatura en él se va incrementando paulatinamente hasta alcanzar su nivel máximo de equilibrio térmico, es por esto que los cables admiten la posibilidad de sobrecarga.

E t it i álid l l ió d bl di lt t ióEste criterio es válido para la selección de cables en media y alta tensión.

En base a la regulación de tensión:

Se considera la sección que permita una caída de tensión inferior al 3% enel alimentador respecto a la tensión nominal, y que no supere al 5% en lacarga más alejada Este criterio es aplicable en baja tensióncarga más alejada. Este criterio es aplicable en baja tensión.

En base a la corriente de cortocircuito:

Bajo condiciones de cortocircuito, la temperatura del cable aumentarápidamente, y si la falla no es despejada se producirá la rotura permanentedel aislante. IPCEA recomienda para cada tipo de aislación un límite dedel aislante. IPCEA recomienda para cada tipo de aislación un límite detemperatura transitoria de cortocircuito, que no debe durar más de 10segundos.

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Conductores en líneas aéreas.

Al instalar líneas aéreas, se tratará de deslucir el paisaje lo menos posible. En la construcción de estas líneas se utilizan, casi exclusivamente conductores desnudos estos solo se aceptan en lugaresexclusivamente, conductores desnudos, estos solo se aceptan en lugares de transito escaso o nulo y la distancia del conductor en su punto mas bajo con respecto al suelo será de 5 metros.

Los metales utilizados en la construcción de líneas de líneas aéreasdeben tener las siguientes características :

Presentar una baja resistencia eléctrica y bajas perdidas.

Presentar una elevada resistencia mecánica

Los conductores utilizados son el cobre, aluminio y aluminio-acero yse presentan normalmente desnudos.

Pese a la menor resistencia y superior condición mecánica el cobreha dejado de ser utilizado en la construcción de líneas aéreas.( con el find di i i l h t d li b t d l l j d d l tde disminuir el hurto de lineas, sobre todo en lugares alejados de la costa.

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El aluminio es el material que se ha impuesto como conductor de líneas aéreas, habiendo superado por la técnica las desventajas que se notaban con respecto al cobre, además ayudado por un precio menor, y por las ventajas de menor peso para igual capacidad de transporte.

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DIMENSIONAMIENTO POR VOLTAJE DE PERDIDA

• Al circular una corriente eléctrica a travésAl circular una corriente eléctrica a travésAl circular una corriente eléctrica a través Al circular una corriente eléctrica a través de los conductores ; se produce una caída de de los conductores ; se produce una caída de tensión que responde a la siguiente expresión :tensión que responde a la siguiente expresión :q p g pq p g p

•• Vp = I * RcVp = I * RcVp I RcVp I Rc

• · Vp : Voltaje de Pérdida (V)Vp : Voltaje de Pérdida (V)Vp : Voltaje de Pérdida (V)Vp : Voltaje de Pérdida (V)

•• · I : Corriente de Carga (A)· I : Corriente de Carga (A)•• I : Corriente de Carga (A) I : Corriente de Carga (A)

•• · Rc : Resistencia de los Conductores (Ohm)· Rc : Resistencia de los Conductores (Ohm)•• · Rc : Resistencia de los Conductores (Ohm)· Rc : Resistencia de los Conductores (Ohm)

Page 78: guia para elaboracion proyectos electricos

• La norma ANSI/IEEE C57.110-1986 , recomienda que

Los equipos de potencia que deben servir cargas no lineales ( Computadoras ), deben operar a no más d 80% t i N i l d i lde un 80% su potencia Nominal ; es decir, los sistemas deben ser Sobredimensionados a un 120% la potencia nominal que el sistema de cargasla potencia nominal que el sistema de cargas requiera.

Page 79: guia para elaboracion proyectos electricos

7.1.1.3.- La sección de los conductores de los alimentadores o subalimentadores será tal que la caída de tensión provocada por la corriente máxima que circula por ellos determinada de acuerdo a 7.2.1.1, no exceda del 3% de la tensión nominal d l li t ió i l íd d t ió t t l l t áde la alimentación, siempre que la caída de tensión total en el punto más desfavorable de la instalación no exceda del 5% de dicha tensión.

Estos valores son válidos para alimentadores de alumbrado fuerza calefacción oEstos valores son válidos para alimentadores de alumbrado, fuerza, calefacción o combinación de estos consumos.

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DIMENSIONAMIENTO POR VOLTAJE DE PERDIDADIMENSIONAMIENTO POR VOLTAJE DE PERDIDA

senφeX/n)(Cosφ((R/n)IL2Vp ×+××××=

CosIL ×××2 φ

Monofasicas

SnCosILVp

××=

572 φ

))/()/((3 φφ sennXCosnRILVp ×+××××=Trifásicas:

CosILVp ×××=

3 φDonde:Vp = Voltaje de Pérdida

SnVp

××=

57Vp Voltaje de PérdidaL = Largo del Conductor (km)I = Corriente de la cargaS = Sección del AlimentadorR= Resistencia del conductor en Ohms/KmX Reactancia del conductor en Ohms/kmX= Reactancia del conductor en Ohms/kmN=N° Conductores por fase

Page 81: guia para elaboracion proyectos electricos

cos2))(( ILd ××× φREDES MONOFASICAS

φVIPVIS =

cos 1

cos2))((VpG

ILicondareas×

φφ

VIsenQVIP

== cos

2057;1 cobreelparaaGG

°==ρφQ

)(VlinealaentensióndecaidaVp =

2))((fnVVpG

PLPcondareas××××

=

)(VlinealaentensióndecaidaVpfnp

= 100(%) VpVp ×=

(%)

(%)

VVpVp

VVp

100Vp =

Page 82: guia para elaboracion proyectos electricos

* cos3 IL ××× φ

REDES TRIFASICAS

φVIP

VIS

cos3

3 *

=

=

1

cos3))((VpGLILicondareas

××××

φ

φ

VIsenQ

VIP

3

cos3

=

=

)(

2057;1

Vlilt iódidV

cobreelparaaGG

°==ρ

)(VlinealaentensióndecaidaVp =

))(( PLPd ×

)(

))((

llffVVpG

Pcondareas××

=

)(VlinealaentensiónffV =100(%) VpVp ×

=

(%)

(%)

VVpV

VVp =

100( )pVp =

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Page 89: guia para elaboracion proyectos electricos

CALCULO DE ALIMENTADORESCALCULO DE ALIMENTADORES

•• La exigencia establece que la Pérdida de Tensión en la La exigencia establece que la Pérdida de Tensión en la Lí d b d 3 % l “ T ió N i l dLí d b d 3 % l “ T ió N i l dLínea no debe exceder a un 3 % la “ Tensión Nominal de Línea no debe exceder a un 3 % la “ Tensión Nominal de Fase “ ; siempre que la pérdida de voltaje en el punto mas Fase “ ; siempre que la pérdida de voltaje en el punto mas desfavorable de la instalación no exceda a un 5 % de la desfavorable de la instalación no exceda a un 5 % de la tensión nominal. tensión nominal.

•• CALCULO DE ALIMENTADORESCALCULO DE ALIMENTADORES•• CALCULO DE ALIMENTADORESCALCULO DE ALIMENTADORES

•• Para determinar la sección de los conductores quePara determinar la sección de los conductores quePara determinar la sección de los conductores que Para determinar la sección de los conductores que alimentan a un conjunto de Cargas ( Alimentadores ) , se alimentan a un conjunto de Cargas ( Alimentadores ) , se procede según la siguiente situación :procede según la siguiente situación :

•• · Alimentadores con Carga Concentrada.· Alimentadores con Carga Concentrada.•• · Alimentadores con Carga Distribuida· Alimentadores con Carga Distribuida•• · Alimentadores con Carga Distribuida.· Alimentadores con Carga Distribuida.

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DISMINUCIÓN DE PERDIDAS POR REUBICACIÓN DE SED o PUNTO DE CONEXION

21P I R= ×SED AL EXTREMO DE LA LINEA

II→

2

22 2I RP ⎡ ⎤ ⎡ ⎤= × ×⎢ ⎥ ⎢ ⎥⎣ ⎦ ⎣ ⎦

SED EN EL CENTRO DE LA LINEA

21P I R

⎣ ⎦ ⎣ ⎦

⎡ ⎤= × ×⎢ ⎥I

→I←

SED EN EL CENTRO DE LA LINEA

4

1

P I R= × ×⎢ ⎥⎣ ⎦

⎡ ⎤

2→

2←

1 14

P P⎡ ⎤= ×⎢ ⎥⎣ ⎦

Page 91: guia para elaboracion proyectos electricos

DISMINUCIÓN DE PERDIDAS POR MODIFICACIÓN DE RED A TRIFÁSICA

IR

RIP ××= 22IR ←PERDIDA 1ø

IR >−

RIP ××= 2IR ←

I RI×→

2

RI×→ RIRIP ××=×⎥

⎤⎢⎡×= 2

2 33

PERDIDA 2ø

R×→2 RI

×←2

RIRP ××=×⎥⎦⎢⎣×=

423

I RI×→

3

RI×→

3 ⎤⎡2

PERDIDA 3ø

0← IRI

×→3

3

RIRIP ××=×⎥⎦⎤

⎢⎣⎡×= 2

2

31

33

0=← I

Page 92: guia para elaboracion proyectos electricos

SOLICITACION ANTE LOS CORTO SOLICITACION ANTE LOS CORTO Ci itCi itCircuitosCircuitos

•• LosLos ConductoresConductores antesantes laslasosos Co ducto esCo ducto es a tesa tes asassolicitacionessolicitaciones dede loslos cortocorto circuitoscircuitos ,,respondenresponden segúnsegún susu capacidadcapacidad dederespondenresponden segúnsegún susu capacidadcapacidad dededisipacióndisipación TérmicaTérmica :: 2

i * tt ( s )t ( s )

S 1S 1

S1 > S2 >S3S1 > S2 >S3

S 1S 1

S2S2

Icc (A)Icc (A)S3S3

Page 93: guia para elaboracion proyectos electricos

SOLICITACION ANTE LOS CORTO SOLICITACION ANTE LOS CORTO CIRCUITOSCIRCUITOSCIRCUITOSCIRCUITOS

ZONASZONASt ( )t ( )

1 :Normal1 :Normal

ZONASZONASt (s)t (s)

11 22 332 :Sobrecarga2 :Sobrecarga

3 C t Ci it3 C t Ci it3 :Corto Circuito3 :Corto Circuito

Curva de operación de un disyuntorCurva de operación de un disyuntor

I (A)I (A)

Curva de operación de un disyuntorCurva de operación de un disyuntor

Page 94: guia para elaboracion proyectos electricos

Corriente de cortocircuito que soporta un C d t

⎤⎡ +θβ

Conductor:

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+

+××=×

i

fccc sKtI

θβθβ

ln222

⎦⎣ iβDonde :

2505.234

f=

=θβ

226

90i

f

2262mmS

K=

=

)_.( itoCortocircuDuracionSegt =

Page 95: guia para elaboracion proyectos electricos

EJERCICIOSEJERCICIOSPotencia

kW Icarga A

Secciónmm²

Long m I n

Cond A

Tipo % Carga Nº Cond

R Ohms/km X Ohms/km Dv

Propio DV Acum Trifasico

DV Acum Monofasico

% DV Acum

Icc Cond KA Icc 3f KA Icc1f KA Icc int

KA Cap Rupt Interr kA

Sistema 1LMT aereo 1 395 37 7 13 30 45 120 A 31% 1 1 350 0 340 2 7 2 85LMT aereo 1.395 37,7 13,30 45 120 A 31% 1 1,350 0,340 2,7 2,85 LMT Subt 1.395 37,7 42,50 25 170 B 22% 1 0,415 0,173 8,6 2,85 TTFF 1.395 37,7 2,85 Barras BT 1.395 32,30 32,30 85 Rep General 1.395 2.165,1 253,00 4 564 C 77% 5 0,095 0,136 0,41 0,41 572,4 30,18 30,18 50 Rep 0 (BBCC) 230,00 349,4 85,00 10 301 C 58% 2 0,283 0,139 0,95 1,37 0,79 76,9 26,44 30,18 50 ( )Rep 1 528,91 883,0 202,70 3 500 C 88% 2 0,120 0,140 0,37 0,79 0,46 183,4 29,22 30,18 50 Alim 2 Barras TGAux Nº2 228,45 392,1 85,00 65 301 C 65% 2 0,283 0,139 6,94 7,73 4,46 2,03 76,9 13,99 29,22 25 SAL Nº4 1,00 4,9 6,00 25 60 D 8% 1 2,924 0,66 5,12 2,33 2,7 1,30 13,99 25 SAL Nº5 188,00 307,1 150,00 10 410 D 75% 1 0,170 0,84 8,57 2,25 67,9 13,01 13,99 25 SAL Nº6 8,65 14,1 6,00 15 60 D 24% 1 2,924 1,00 8,72 2,30 2,7 3,95 13,99 25 SAL Nº7 5 60 9 1 6 00 15 60 D 15% 1 2 924 0 65 8 37 2 20 2 7 3 95 13 99 25SAL Nº7 5,60 9,1 6,00 15 60 D 15% 1 2,924 0,65 8,37 2,20 2,7 3,95 13,99 25 SAL Nº8 4,00 6,5 6,00 25 60 D 11% 1 2,924 0,77 8,49 2,24 2,7 2,60 13,99 25 SAL Nº9 4,80 23,5 10,00 50 90 D 26% 1 1,754 3,31 11,04 2,91 4,5 2,22 13,99 25 SAL Nº10 16,40 26,8 10,00 40 90 D 30% 1 1,754 3,03 10,75 2,83 4,5 2,69 13,99 25 Alim 1 Barras TGAux Nº1 108,32 177,0 85,00 50 301 C 59% 1 0,283 0,139 4,82 5,60 3,24 1,47 38,5 10,36 29,22 25 SAL Nº1 23,00 37,6 25,00 15 150 D 25% 1 1,020 0,93 6,53 1,72 11,3 6,44 10,36 25

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Ejercicio

Si la longitud de la línea de cobre que va desde el Interruptor Automático hasta el

Ejercicio

Si la longitud de la línea de cobre que va desde el Interruptor Automático hasta el receptor más alejado, es de 30 m. ¿Calcule el valor mínimo de sección que debe tener dicho conductor si la corriente que va ha suministrar es de 10 A? ¿Debemos incrementar el valor mínimo que nos dice el Reglamento de Baja Tensión?incrementar el valor mínimo que nos dice el Reglamento de Baja Tensión?.Solución:

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Ejercicio

Si la longitud de la línea de cobre que va desde el Interruptor Automático hasta el

Ejercicio

Si la longitud de la línea de cobre que va desde el Interruptor Automático hasta el receptor más alejado, es de 30 m. ¿Calcule el valor mínimo de sección que debe tener dicho conductor si la corriente que va ha suministrar es de 10 A? ¿Debemos incrementar el valor mínimo que nos dice el Reglamento de Baja Tensión?incrementar el valor mínimo que nos dice el Reglamento de Baja Tensión?.Solución:

La caída máxima permitida para ese tramo es del 3% y esta tensión será:La caída máxima permitida para ese tramo es del 3%, y esta tensión será:Vp = 220 V * 5% = 220 V * 0,05 = 11 V.

Como la resistencia del conductor debe cumplir que R = V / I = 11 V / 10 A = 1,1 Ωp q ,Se trata de dos conductores (fase y neutro) de longitud 30 m, en los que se cumple:

R = ρ * L / Sρ

despejamos el valor de la sección y la calculamos

S = ρ * L / R = 2*0,018 * mm2 /m *30 m / 1,1 Ω = 0,98 mm2 , la sección minima es de 1,5 mm2

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CANALIZACIONES ELÉCTRICASCANALIZACIONES ELÉCTRICAS

Se entiende por canalizaciones eléctricas a los dispositivos que se emplean en las instalacionesdispositivos que se emplean en las instalaciones eléctricas para contener a los conductores de manera que queden protegidos contra deterioro

á i t i ió d ámecánico y contaminación, y que además protejan a las instalaciones contra incendios por arcos eléctricos que se presentan en condiciones de cortocircuito.

Los medios de canalización más comunes en las instalaciones eléctricas son:

- Tubos conduitTubos conduit.- Ductos.

Page 102: guia para elaboracion proyectos electricos

TUBOS CONDUITEl tubo conduit es usado para contener y proteger los conductores eléctricos usadosEl tubo conduit es usado para contener y proteger los conductores eléctricos usados en las instalaciones. Estos tubos pueden ser de aluminio, acero o aleaciones especiales. Los tubos de acero a su vez se fabrican en los tipos pesado, semipesado y ligero distinguiéndose uno de otro por el espesor de la paredsemipesado y ligero, distinguiéndose uno de otro por el espesor de la pared.

TUBO CONDUIT DE ACERO PESADO

Estos tubos conduit se encuentran en el mercado ya sea en forma galvanizada o bien con recubrimiento negro esmaltado, normalmente en tramos de 3.05 metros de longitud con rosca en ambos extremos. Se usan como conectores para este tipo de g p ptubo los llamados coples, niples (corto y largo), así como niples cerrados o de rosca corrida. El tipo de herramienta que se usa para trabajar en los tubos conduit de pared gruesa es el mismo que se utiliza para tuberías de agua en trabajos de g g jplomería.

Estos tubos se fabrican en secciones circulares con diámetros que van desde los 13 mm (0.5 pulgadas) hasta 152.4 mm (6 pulgadas). La superficie interior de estos tubos como en cualquiera de los otros tipos debe ser lisa para evitar daños al aislamiento o a la cubierta de los conductores. Los extremos se deben limar para

it b d t t d ñ l d t d t l l b devitar bordes cortantes que dañen a los conductores durante el alambrado.

Page 103: guia para elaboracion proyectos electricos

Los tubos rígidos de pared gruesa del tipo pesado y semipesado pueden emplearse en instalaciones visibles u ocultas ya sea embebido en concreto oemplearse en instalaciones visibles u ocultas, ya sea embebido en concreto o embutido en mampostería, en cualquier tipo de edificios y bajo cualquier condición atmosférica. También se pueden usar directamente enterrados, recubiertos externamente para satisfacer condiciones más severasrecubiertos externamente para satisfacer condiciones más severas.En los casos en que sea necesario realizar el doblado del tubo metálico rígido, éste debe hacerse con la herramienta apropiada para evitar que se produzcan grietas en su parte interna y no se reduzca su diámetro interno en formagrietas en su parte interna y no se reduzca su diámetro interno en forma apreciable.

Para conductores con aislamiento normal alojados en tubo conduit rígido, se j g ,recomienda que el radio interior de las curvas sea igual o mayor que el diámetro exterior del tubo multiplicado por seis. Cuando los conductores poseen cubierta metálica, el radio de curvatura debe ser hasta 10 veces el diámetro exterior del tubo.

El número de curvas en un tramo de tubería colocado entre dos cajas de conexiones consecutivas o entre una caja y un accesorio, o bien, entre dos accesorios, se recomienda que no exceda a dos de 90º (180º en total).

Page 104: guia para elaboracion proyectos electricos

TUBO CONDUIT METÁLICO DE PARED DELGADA (THIN WALL)

A este tubo se le conoce también como tubo metálico rígido ligero. Su uso es permitido en instalaciones ocultas o visibles, ya sea embebido en concreto o embutido en mampostería en lugares de ambiente seco no expuestos a h d d bi t ihumedad o ambiente corrosivo.

No se recomienda su uso en lugares en los que, durante su instalación o después de ésta se encuentre expuesto a daños mecánicos Tampoco debedespués de ésta, se encuentre expuesto a daños mecánicos. Tampoco debe usarse directamente enterrado o en lugares húmedos, así como en lugares clasificados como peligrosos.

El diámetro máximo recomendable para esta tubería es de 51 mm (2 pulgadas) y debido a que la pared es muy delgada, en estos tubos no debe hacerse roscado para atornillarse a cajas de conexión u otros accesorios de modo queroscado para atornillarse a cajas de conexión u otros accesorios, de modo que los tramos deben unirse por medio de accesorios de unión especiales.

Page 105: guia para elaboracion proyectos electricos

TUBO CONDUIT FLEXIBLEEn esta designación se conoce al tubo flexible común fabricado con cinta engargolada (en forma helicoidal), sin ningún tipo de recubrimiento. A este tipo de tubo también se le conoce como Greenfield. Se recomienda su uso en lugares secos y donde no se encuentre expuesto a corrosión o daño mecánico.

En el uso de tubo flexible el acoplamiento a cajas, ductos y gabinetes se debe hacer utilizando los accesorios apropiados para tal objeto. Asimismo, cuando este tubo se utilice como canalización fija a un muro o estructura, deberá

j t b d d ñ l t b d bi d lsujetarse con abrazaderas que no dañen al tubo, debiendo colocarse a intervalos no mayores a 1.50 metros.

Page 106: guia para elaboracion proyectos electricos

TUBO CONDUIT DE PLÁSTICO RÍGIDO (PVC)

Este tubo está fabricado de policloruro de vinilo (PVC), junto con las tuberías de p ( ), jpolietileno se clasifican como tubos conduit no metálicos. Esta tubo debe ser autoextinguible, resistente a la compresión, a la humedad y a ciertos agentes químicos.

Su uso se permite en:Instalaciones ocultasInstalaciones visibles donde el tubo no se encuentre expuesto a daño mecánicoCiertos lugares donde se encuentren agentes químicos que no afecten al tubo y a sus accesorios

Locales húmedos o mojados instalados de manera que no les penetren los líquidos y en lugares donde no les afecte la corrosión que pudiera existir.

Directamente enterrados a una profundidad no menor de 0.50 metros a menos que se proteja con un recubrimiento de concreto de 5 centímetros de espesor como mínimocomo mínimo.

Page 107: guia para elaboracion proyectos electricos

El tubo rígido de PVC no debe ser usado en las siguientes g gcondiciones:•Locales o áreas considerados como peligrosos•Soportando luminarias y otros equipos•En lugares en donde la temperatura del medio ambiente más la producida por los conductores exceda los 70 ºCCon relacion a la instalación de los tubos rígidos de PVC, se deben soportar a intervalos que no excedan a los que se indican a continuación:

DIAMETRO DEL TUBO (mm) DISTANCIA ENTRE APOYOS (mts)

13-19 1.20

25-51 1.50

63-76 1.80

89-102 2.10

Page 108: guia para elaboracion proyectos electricos

CAJAS Y ACCESORIOS PARA CANALIZACIÓN CON TUBO CONDUITTodas las conexiones o uniones entre conductores deben ser realizadas dentro d j d ió di ñ d b d t fi E t j d bde cajas de conexión diseñadas y aprobadas para este fin. Estas cajas deben estar instaladas en lugares en los que resulten accesibles para poder realizar cambios y modificaciones en el cableado. Además, todos los apagadores y salidas para lámparas así como los contactos deben encontrarse alojados ensalidas para lámparas, así como los contactos, deben encontrarse alojados en cajas.Estas cajas se construyen de metal o de plástico, según su uso. Las cajas metálicas se fabrican con acero galvanizado en cuatro formas: cuadradasmetálicas se fabrican con acero galvanizado en cuatro formas: cuadradas, octagonales, rectangulares y circulares. Las hay en varios anchos, profundidades y perforaciones que faciliten el acceso de las tuberías. Estar perforaciones se localizan en las paredes laterales y en el fondoperforaciones se localizan en las paredes laterales y en el fondo.

Page 109: guia para elaboracion proyectos electricos

DIMENSIONES DE CAJAS DE CONEXIÓN

TIPO RECTANGULAR ( X 10 cms de base y 3.8 cms de profundidad con f i t b í d it d 13perforaciones para tubería conduit de 13 mm.

REDONDAS: Diámetro de 7.5 cms y 3.8 cms de profundidad para tubo conduit de 13 mm13 mm.

CUADRADAS: Tienen distintas medidas y se designan o clasifican de acuerdo conCUADRADAS: Tienen distintas medidas y se designan o clasifican de acuerdo con el diámetro de sus perforaciones, por ejemplo, cajas cuadradas de 13, 19, 25, 32 mm, etc..

Page 110: guia para elaboracion proyectos electricos

REGISTROS CONDULETEstos registros se utilizan en instalaciones visibles, tienen una o varias salidas para acoplamiento con p plas tuberías, así como una tapa removible para realizar las conexiones. Sudenominación depende del número o tipo de salidas que posea.

Por su tipo de fabricación se clasifican en:-Ordinario-A prueba de polvo y vapor-A prueba de explosión

P ti d t d l ifiPor su tipo de tapa se pueden clasificar en:-De paso: tapa ciega-De cople exterior: tapa con niple machoDe contacto: tapa de contacto doble sencillo o-De contacto: tapa de contacto doble, sencillo o

salida especial

Page 111: guia para elaboracion proyectos electricos

ALOJAMIENTO DE CONDUCTORES EN TUBERÍAS CONDUIT.

Normalmente los conductores en las instalaciones eléctricas se encuentran alojados ya sea en tubos conduit o en otro tipo de canalizaciones. Como se ha mencionado, los conductores se encuentran limitados en su capacidad de conducción de corriente d bid l l t i t ti li it i l di i ió d l ldebido al calentamiento, ya que se tienen limitaciones para la disipación del calor y también porque el aislamiento mismo representa limitaciones de tipo térmico.

Debido a estar restricciones térmicas el número de conductores dentro de un tuboDebido a estar restricciones térmicas, el número de conductores dentro de un tubo conduit se limita de manera tal que permita un arreglo físico de conductores de acuerdo a la sección del tubo conduit o de la canalización, facilitando su alojamiento y manipulación durante la instalación Para obtener la cantidad de aire necesaria paramanipulación durante la instalación. Para obtener la cantidad de aire necesaria para disipar el calor, se debe establecer la relación adecuada entre la sección del tubo y la sección ocupada por los conductores.

Si A es el área interior del tubo y Ac es el área total ocupada por los conductores, el factor de relleno es:

AdAcF = F= 0.53 para 1 conductor

0.51 para 2 conductoresAd p0.43 para 3 conductores0.40 para 4 o más conductores

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DUCTOSDUCTOSEstos son otros medios para la canalización de conductores eléctricos. Se usan solamente en las instalaciones eléctricas visibles ya que no pueden monterse embutidos en pared, ni dentro de lazos de concreto. Los ductos se fabrican en p ,lámina de acero acanalada de sección cuadrada o rectangular. Las tapas se ontan atornilladas. Su aplicación más común se encuentra en instalaciones industriales y laboratorios.Los conductores se colocan dentro de los ductos en forma similar a los tubos conduit. Pueden utilizarse tanto para circuitos alimentadores como para circuitos derivados. Su uso no está restringido a los que se mencionaron en el párrafo anterior, ya que también pueden emplearse en edificios multifamiliares y oficinas, por ejemplo. La instalación de ductos debe hacerse tomando algunas precauciones, como evitar su cercanía con tuberías transportadoras de agua o

l i t fl id S t i á id d licualquier otro fluido. Su uso se restringe para áreas consideradas como peligrosas.

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Los ductos ofrecen muchas ventajas en comparación con la tubería conduit: ofrecen mayor espacio para el alojamiento de conductores, también son más fáciles de cablear. En un mismo ducto se pueden tener circuitos múltiples, así se aprovecha mejor la capacidad conductiva de los cables al tenerse una mayor disipación de calor. La desventaja es que necesitan mayor mantenimiento.

Se permite un máximo de 30 conductores hasta ocupar un 20% del interior del ducto. En el caso de empalmes o derivaciones puede ser hasta un 75%.

El empleo de ductos en instalaciones industriales, de laboratorios, edificios de viviendas o edificios de oficinas tienen ciertas ventajas como:•Facilidad de instalación•Facilidad de instalación.•Se vende en tramos de diferentes medidas, lo que hace su instalación más versátil.•Facilidad y versatilidad para la instalación de conductores dentro del ducto•Facilidad y versatilidad para la instalación de conductores dentro del ducto, teniéndose la posibilidad de agregar más circuitos a las instalaciones ya existentes.•Son 100% recuperables: al modificarse una instalación se desmontan y pueden ser usados nuevamente.ser usados nuevamente.•Fáciles de abrir y conectar derivaciones.•Ahorro en herramienta y en mano de obra para la instalación.•Facilitan la ampliación de las instalaciones.p

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Bandejas Metalicas

En el uso se tienen aplicaciones parecidas a las de los ductos con algunas limitantes p p gpropias de los lugares en los que se hace la instalación.En cuanto a la utilización se dan las siguientes recomendaciones:

•Procurar alinear los conductores de manera que queden siempre en posición relativa en todo el trayecto, especialmente los de grueso calibre.

•En el caso de tenerse un gran número de conductores delgados, es conveniente realizar amarres a intervalos de 1.5 a 2 metros aproximadamente, procurando colocar etiquetas, procurando colocar etiquetas de identificación cuando se trate de

d t t i t i i it E l d d t dconductores pertenecientes a varios circuitos. En el caso de conductores de grueso calibre, los amarres pueden hacerse cada 2 ó 3 metros.

•En la fijación de conductores que viajan a través de charolas por trayectorias verticales•En la fijación de conductores que viajan a través de charolas por trayectorias verticales largas es recomendable que los amarres sean hechos con abrazaderas especiales.

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0,8-1,4m, ,

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0,4 a 0,8 m, ,

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Norma Nch 2/84Elaboración y Presentación deElaboración y Presentación de

Proyectos

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ObjetivoObjetivo

Establecer las disposiciones técnicas que deben cumplirseen la elaboración y presentación de proyectos u otrosdocumentos relacionados con instalaciones eléctricas quedocumentos relacionados con instalaciones eléctricas, quedeberán ser entregados al Ministerio

Las disposiciones de esta Norma serán aplicables a la Elaboración yPresentación de proyectos de todas las instalaciones eléctricas que seconstruyan en el País

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Generalidades Escalas

AbreviaturasFormatos

Simbología Cuadros de carga

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Se mostrará gráficamente la forma constructiva de la instalación, indicándoseubicación de componentes dimensiones de las canalizaciones su recorrido yubicación de componentes, dimensiones de las canalizaciones, su recorrido y tipo, características de las protecciones, etc.

La interconexión eléctrica de los distintos alimentadores, circuitos y equipos, asícomo sus principales características dimensionales y las características de lasprotecciones de toda la instalación se mostrarán en un diagrama unilinealprotecciones de toda la instalación, se mostrarán en un diagrama unilineal.

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Se utiliza preferentemente la escala 1:50, pudiendo utilizarse en caso de necesidad las escalas 1:20utilizarse en caso de necesidad las escalas 1:20, 1:100 y 1:200

En casos justificados podrá utilizarse la escala 1:500 o múltiplos enteros de ella.

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CUADRO DE CARGAS DE FUERZA

TDF CTON°

CANALIZACION ENCHUFES MOTORN°

InA

FASES

POTENCIA PARTIDA CANALIZACIONUBICACION

COND DUCTO DIF DISY TERM H.P. KW DIREC INDIR COND DUCTO

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CUADRO DE CARGAS DE CALEFACCION

TDC CTON°

ARTEFACTOS ENCHUFES TOTALCENTROS

POTENCIAW

FASEPROTECCIONES CANALIZACION

UBICACIONDIFER DISY COND DUCTO

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CASO N° 1. Alambrado de una vivienda unifamiliar

La vivienda tiene un área de 140 m² sin contar el sótano vacío el desván sinLa vivienda tiene un área de 140 m², sin contar el sótano vacío, el desván sin acabado y los porches abiertos. Tiene una cocina a gas y una secadora eléctrica de ropa de 2 kW a 220 V. La demanda máxima de este artefacto se asume que la capacidad del artefacto en kW es equivalente a kVAasume que la capacidad del artefacto en kW es equivalente a kVA. Considérese una alimentación monofásica a 220 V.

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Determinación del Alimentador

Carga calculada W__Alumbrado general 4 400Alumbrado general................................................... 4.400Pequeños artefactos................................................. 2.600Total alumbrado y pequeños artefactos….……… 7.000

Aplicamos la tabla 7,5 de la Nch 4/2003

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Total alumbrado y pequeños artefactos…………………..……… 7.0003.000 W a 100%..............................................……………………… 3.0007.000 – 3.000=4.000 W a 35% ........................…………………….. 1.400Carga neta calculada (alumbrado y pequeños artefactos) ............. 4.400Lavadero y secadora....................................................................... 3.500Carga Total (W)............................................................................... 7.900

Para alimentador o acometida monofásica a 220 V.

AVPI 36

2207900

===

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Grupo A.- Hasta tres conductores en ducto, en cable o directamente enterrados.

Grupo B.- Conductor simple al aire libre. Para aplicar esta capacidad en caso decapacidad, en caso de conductores que corran paralelamente, debe existir entre ellos una separaciónentre ellos una separación mínima equivalente a un diámetro del conductor.

No obstante lo indicado en la tabla, las protecciones de cortocircuito de losde cortocircuito de los conductores de 2,08 mm2, 3,31mm2 y 5,26 mm2, no deberán exceder de 16, 20 ,y 32 A, respectivamente

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Para la acometida principal se seleccionará un conductor THW 75 °C de sección 5,26 mm2, se considera la acometida aérea por lo cual sede sección 5,26 mm2, se considera la acometida aérea por lo cual se clasifica la instalación en el grupo B ( Ver Tabla 8.7a)

Las secciones de los conductores de los circuitos interiores de la vivienda se clasifican en el grupo A y son las siguientes:

Alumbrado : Dos circuitos de 10 A, conductor THW 75°C de sección 3,31 mm2

Enchufes :Dos circuitos de 10 A, conductor THW 75°C de sección 3,31 mm2Un circuito de 10 A, conductor THW 75°C de sección 3,31 mm2

L d U i it d 16 A d t THW 75°C d ió 3 31Lavadero : Un circuito de 16 A, conductor THW 75°C de sección 3,31 mm2

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CASO N° 2. Regulación de tensión y parpadeo de la luz eni i d difi i i lviviendas y edificios comerciales.

Los equipos de iluminación son muy sensibles a la tensión aplicada y elusuario es sensible a los cambios súbitos en la iluminación. Unavariación de tensión de 0.25 a 0.5% causará una notoria reducción en lasalida lumínica de una lámpara incandescente. Los equipos de operacióni t it t ld d tid d t l h dintermitente como soldadores, partidas de motores y los hornos de arcopueden afectar el voltaje suministrado a los equipos de alumbrado de talmanera que el usuario presente reclamos por luces con efecto de flicker.

Caídas de tensión durante la partida de motores

Los motores tienen una alta corriente de partida lo cual implica un carga bastante alta a un bajo factor de potencia por un periodo de tiempo muy corto. Este incremento repentino de la corriente que fluyetiempo muy corto. Este incremento repentino de la corriente que fluye hacia la carga causa un aumento momentáneo en la caída de tensión a lo largo del sistema de distribución y la correspondiente reducción de voltaje en el equipo utilizado.j q p

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En general, la corriente de partida de un motor estándar es aproximadamente entre 5 y 6 veces la corriente a plena carga del mismo. Los valores aproximados para todos los motores ac sobre ½ HP sonLos valores aproximados para todos los motores ac sobre ½ HP son indicados por una letra código en la placa del motor. Los valores de esas letras código están dados en la norma NEMA MG-1978.

Un motor requiere aproximadamente un (1) kVA por cada HP en operación normal, por lo tanto la corriente de partida será aproximadamente de 5 a 6 kVA por cada caballo de fuerza del motor.

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Se debe tener en cuenta como un aporte especial cuando partengrandes motores para minimizar la caída de tensión y así no afectar laoperación de otros equipos conectados al mismo sistema. Los grandesmotores, ver Tabla 1, deben ser alimentados en media tensión como2400 4160 6900 13200 V t f d t li i2400, 4160, 6900 o 13200 V con un transformador aparte, para eliminarlas caídas de voltaje en el sistema de baja tensión.

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Ejemplo.

Una vivienda consta de varios circuitos, durante un determinado momento se encuentra consumiendo 1500 W en iluminación a través de uno de sus circuitos de alumbrado En ese instante el refrigeradoruno de sus circuitos de alumbrado. En ese instante el refrigerador comienza a funcionar trayendo como consecuencia una variación en la iluminación. Teniendo en cuenta los datos de la figura que se muestra a continuación calcule la caída de tensión causante del parpadeo y cual escontinuación calcule la caída de tensión causante del parpadeo y cual es la solución indicada para evitar este fenómeno. El alimentador esta energizado a 220 V.

Para desarrollar el problema se consideraran dos situaciones:

• Situación 1 Cuando inicialmente sólo esta encendido el alumbrado Situación 1. Cuando inicialmente sólo esta encendido el alumbrado.• Situación 2. Cuando comienza a funcionar el refrigerador.

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SItuación 1.La corriente que devenga el sistema de alumbrado esta dada por:

API 8,61500=== A

VI 8,6

220

La caída de tensión en el alimentador es:

φLIRCosV 2=Δ φLIRCosV 2Δ

donde,,R = resistividad del conductor en Ohm/kmL = longitud del conductor en kmI = corriente que circula por el conductor en ACos Φ = factor de potencia de la carga

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Para este caso se tienen los siguientes valores,R = 5 315 Ohm/kmR 5,315 Ohm/kmL = 0,08 kmI = 6,8 ACos Fi= 1, la carga se considera completamente resistivaCos Fi 1, la carga se considera completamente resistiva

Luego, en el TD

ΔV = 2 • 5,315 • 0,08 • 6,8 • 1= 5,78V

ΔV /V%= 2,63%

La caída de tensión en el circuito de alumbrado es:

ΔV = 2 • 5 315 • 0 005 • 6 8 • 1= 0 36VΔV = 2 • 5,315 • 0,005 • 6,8 • 1= 0,36VΔV/ V%= 0,16%

La caída de tensión total es:La caída de tensión total es:ΔV/V% = 2,79%

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Situación 2

En este caso hay que tener en cuenta la corriente de partida del motorEn este caso hay que tener en cuenta la corriente de partida del motor de ¼ HP que se encuentra en el refrigerador que es 12,8 A.

También es importante considerar el factor de potencia del motorTambién es importante considerar el factor de potencia del motor durante la partida, en el caso de los motores monofásicos el factor de potencia es casi la unidad por el efecto que aporta el condensador en ese momento. Aquí hemos considerado un factor de potencia de 0,9.ese momento. Aquí hemos considerado un factor de potencia de 0,9. Por lo tanto la corriente la podemos escribir como,

IR = 12,8 A con un ángulo de desfase de -25,8 °, g ,

La corriente que circula por el alimentador es la suma vectorial de la corriente de partida del motor con la corriente demandada por la carga lumínicalumínicaIt = 6,8 ang 0º + 12,8 ang -25,8º

IA 19 15 A á l d d f d 16 9IA = 19,15 A con un ángulo de desfase de -16,9

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Luego, la caída de tensión en el alimentador es:

ΔV = 2 • 5,315 • 0,08 • 19,15 • 0,96 =15,6V

ΔV /V%= 7,08%,

La caída de tensión en el circuito de alumbrado es la misma que en el caso anterior,

ΔV = 2 • 5,315 • 0,005 • 6,8 • 1= 0,36V

ΔV /V%= 0,16%

Luego, la caída de tensión total es,

ΔV/V% = 7,24%

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Inicialmente cuando sólo estaba en servicio el alumbrado la caída detensión en la primera luminaria era de 2,79 %, al partir el refrigerador estaaumentó considerablemente a 7,24 %. La diferencia entre estas dos es elparpadeo que siente el usuario que es de 4,45%. De acuerdo con la curvade Pst =1 y sin importar la frecuencia de variación de la tensión un cambiosuperior al 3% es visible, luego existe la presencia de flicker cuando parteel refrigerador.

Para solucionar este inconveniente es recomendable aumentar la secciónPara solucionar este inconveniente es recomendable aumentar la sección del conductor del alimentador. Se cambia el conductor a uno de 5,26 mm2 y se desarrolla el problema de igual manera que el anterior con el único cambio de una resistencia de 3,343 Ohm/km.cambio de una resistencia de 3,343 Ohm/km.

La diferencia de tensión sentida por el usuario en el circuito de alumbrado es:

ΔV/V% = 4,61 % - 1,81% = 2,8 %

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NIVELES DE CORRIENTESNIVELES DE CORRIENTES DE CORTOCIRCUITO

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Puede

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Calcular la Impedancia de falla en barras de 14.8 kv, de SSEEPP Bonita

La ZL en barras de 66 Kv de la SSEEPP Bonita, en o/1 base 100 MVA, 66 Kv:

El transformador instalado es el T-5321, cuyos datos aparecen en la placa respectiva.Z1T = 7.15% base propia (potencia régimen OA = 7.5 MVA)

Para calcular la impedancia en barras se puede continuar de dos formas: expresar las impedancias citadas en ohms referidos al lado de 14.8 kV y luego sumarlas; o bien sumar las impedancias en °/1 (convertidas previamente a una base común), y luego expresar la suma en ohms referidos a 14.8 kV.

En este ejemplo se utilizará el segundo método, adoptando como base común 100 MVA y voltajes nominales del transformador (66 kV para el primario y 14.8 kV para el secundario).

S i i iSecuencia positiva:Z1(ENDESA) = 0.0762 + j 0.2991 °/1

Z1(TRANSF) = j 0.0715 *(100/7,5) °/1

Z1(BARRAS) = 0.0762 + j 1.2524 °/1 base 100 MVA, 14.8 kV

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Secuencia cero:

Los transformadores conectados en delta / estrella y en estrella / zig-zag interrumpen la malla de secuencia cero, por lo que las impedancias de secuencia cero del sistema de alimentación no se reflejan en el secundario. La única componente en barras, es la propia impedancia de secuencia cero j p , p p pdel transformador, y la eventual resistencia de la malla de tierra.

Para los efectos de cálculo de cortocircuitos, aceptaremos para nuestros transformadores delta / estrella un Z0 igual al 85% de su impedancia de secuencia positiva. Para los Yz no se puede dar una g p p preceta general, y debe consultarse cada caso.

Z0T = j 0.0715 * 0.85 * (100/7,5) °/1

Z = j 0.8103 °/1

Por lo tanto, las impedancias de falla en barras de 14.8 kV de SE Bonita son:

z1 = 0.0762 + j 1.2524 °/1z0 = + j 0.8103 °/1 base 100 MVA, 14.8 kV

Referidas a Ohms en el lado de 14.8 Kv, resultan:

Z1= (0.0762 + j 1.2524)*((14.8)^2)/100 = 0.167 + j 2.743 Ohms

z0 =( + j 0.8103)*((14.8)^2)/100 = + j 1.775 Ohms

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Calcular Cortocircuitos Monofásicos y trifásicos máximos en barras de 14 8 KV de SSEEPP Bonita:14.8 KV de SSEEPP Bonita:

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Calcular el Cortocircuito monofásico mínimo en un punto distante a 3 Km deLa SSEEPP Bonita, en un circuito de 1/0 AWG Cobre.

Page 201: guia para elaboracion proyectos electricos

Se pide calcular el Cortocircuito Trifásico, Bifasico y Monofásico en barras de un transformador de 300KVA, (4.5% de impedancia), ubicado a 3 km de SSEEPP B it d t 1/0 AWG C bBonita por un conductor 1/0 AWG Cobre.

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Z1 mayor Z0, I1f mayor

Page 203: guia para elaboracion proyectos electricos

Un método aproximado es asumir, sobre todo cerca de la SSEEPP, que laimpedancia en AT es despreciable, por lo tanto podemos partir desde laimpedancia del traffo de Distribución hacia el punto deseado, el error se puedeC id i i ifi b d l i i ifá iConsiderar insignificante sobre todo para los cortocircuitos trifásico

z1 (%) 0,045 0/1Z1 (Ohms) 0,024 Ohms Z(Ohms)=Z 0/1*((KV^2)/KVA)z0 (Ohms) 0 0204 Ohmsz0 (Ohms) 0,0204 Ohms(2*z1+z0)/3 0,0228 ohms

Aproxim Completo % ErrorIcc3f 9 623 8 620 10% c/r aproxIcc3f 9.623 8.620 10% c/r aproxIcc2f 8.372 7.460 11% c/r aproxIcc1f 11.321 9.350 17% c/r aprox

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VALORES DE CORTOCIRCUITO EN CUALQUIER PUNTO DE LA INSTALACIÓN

Este método, se puede determinar el valor de un cortocircuito en cualquier punto de la instalación totalizando las resistencias y las reactancias de b l d f ll d d l f t h t l t tió l l d lbucle de falla desde la fuente hasta el punto en cuestión y calculando la impedancia equivalente.

Los valores de cortocircuito se calculan entonces aplicando la ley de OhmLos valores de cortocircuito se calculan entonces aplicando la ley de Ohm Formula general):

××=

××=

VomcVomcIcc∑ ∑+

==22 XRZcc

Icc

c: factor de tensión tomado igual a 0,95 para los cortocircuitos mínimos y a1,05 para los cortocircuitos máximos.

m: factor de carga tomado igual a 1 05m: factor de carga, tomado igual a 1,05Vo: tensión de la instalación entre fase y neutro, en VZCC: impedancia total del bucle de falla en el punto considerado. Es la suma vectorial de las resistencias y reactancias que componen el buclesuma vectorial de las resistencias y reactancias que componen el bucle.

Page 205: guia para elaboracion proyectos electricos

Método de composiciónMétodo de composición

Este método es una aproximación simplificada. Conociendo la corriente del cortocircuito trifásico en el origen de la instalación (véase el párrafo anterior), cortocircuito trifásico en el origen de la instalación (véase el párrafo anterior), permite evaluar la corriente de cortocircuito presumible Icc3 en el extremo de una canalización de longitud y sección dadas.

Este método se aplica a instalaciones cuya potencia no sobrepasa los 800 kVA.La corriente máxima de cortocircuito en cualquier punto de la instalación se determina mediante el cuadro de la página siguiente, partiendo:

Del valor de cortocircuito presumible en el interruptor principal de la instalación

De la longitud de la línea

De la naturaleza y sección de los conductores.

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EJEMPLOEJEMPLO

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CARACTERÍSTICAS OPERATIVAS DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA

INTRODUCCION:INTRODUCCION:INTRODUCCION:INTRODUCCION:Durante su funcionamiento, toda instalación Durante su funcionamiento, toda instalación

eléctrica puede presentar dos estados operativos :eléctrica puede presentar dos estados operativos :eléctrica puede presentar dos estados operativos :eléctrica puede presentar dos estados operativos :

ESTADO DE OPERACIÓN NORMAL.ESTADO DE OPERACIÓN NORMAL.

ESTADO DE OPERACIÓNESTADO DE OPERACIÓN ANORMALANORMALESTADO DE OPERACIÓN ESTADO DE OPERACIÓN ANORMAL.ANORMAL.

Page 212: guia para elaboracion proyectos electricos

CARACTERÍSTICAS OPERATIVAS DE

UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA

ESTADO DE OPERACIÓN NORMALESTADO DE OPERACIÓN NORMAL..Es el estado de funcionamiento de una instalación en el cual todos los parámetros del circuito Es el estado de funcionamiento de una instalación en el cual todos los parámetros del circuito

(voltaje, consumo, corriente, frecuencia, temperatura delos conductores, etc....) se encuentran (voltaje, consumo, corriente, frecuencia, temperatura delos conductores, etc....) se encuentran

d t d l á i td t d l á i tdentro de los márgenes previstos.dentro de los márgenes previstos.

ESTADO DE OPERACIÓN ANORMALESTADO DE OPERACIÓN ANORMAL..Cuando uno o mas parámetros de la instalación eléctrica exceden las condiciones previstas, Cuando uno o mas parámetros de la instalación eléctrica exceden las condiciones previstas, p p ,p p ,

decimos que el circuito esta operando anormalmente. Ocurren situaciones como el sobreconsumo, decimos que el circuito esta operando anormalmente. Ocurren situaciones como el sobreconsumo,

el aumento de temperatura en los conductores, variaciones de voltaje, cortocircuitos, etc... el aumento de temperatura en los conductores, variaciones de voltaje, cortocircuitos, etc...

Según la gravedad que presentan se clasifican en:Según la gravedad que presentan se clasifican en:

Page 213: guia para elaboracion proyectos electricos

CARACTERÍSTICAS OPERATIVAS

DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA

PERTURBACIONESPERTURBACIONESCorrespondenCorresponden aa laslas anormalidadesanormalidades dede brevebreve duraciónduración queque nono constituyenconstituyen riesgoriesgo parapara lala operaciónoperación dedeunauna instalacióninstalación eléctricaeléctrica.. PorPor ejemplo,ejemplo, sonson perturbacionesperturbaciones dede esteeste tipotipo laslas variacionesvariaciones momentáneasmomentáneas dedevoltajevoltaje oo frecuenciafrecuencia oo laslas sobrecargassobrecargas dede corrientecorriente dede cortacorta duraciónduración queque sisi bienbien puedenpueden tenertener efectoefectovoltajevoltaje oo frecuencia,frecuencia, oo laslas sobrecargassobrecargas dede corrientecorriente dede cortacorta duraciónduración ,, queque sisi bienbien puedenpueden tenertener efectoefectopasajeropasajero enen lala instalacióninstalación yy loslos artefactosartefactos conectadosconectados aa ella,ella, luegoluego dede pasadapasada lala perturbaciónperturbación todotodo vuelvevuelveaa lala normalidadnormalidad..

FALLASFALLASEstasEstas sonson anormalidadesanormalidades enen laslas cualescuales sese ponepone enen peligropeligro lala integridadintegridad dede lala instalacióninstalación eléctrica,eléctrica, dede loslosstasstas soso a o a dadesa o a dades ee asas cua escua es sese po epo e ee pe g ope g o aa teg dadteg dad dede aa sta ac ósta ac ó e éct ca,e éct ca, dede osos

bienesbienes materialesmateriales yy lala vidavida dede laslas personaspersonas.. DebidoDebido aa lala gravedadgravedad extremaextrema dede lala situaciónsituación anormalanormal ,, elelsistemasistema eléctricoeléctrico nono puedepuede continuarcontinuar operandooperando.. LosLos tipostipos dede fallasfallas masmas comunescomunes sonson laslas sobrecargassobrecargaspermanentespermanentes loslos cortocircuitoscortocircuitos laslas fallasfallas dede aislaciónaislación elel cortecorte dede conductoresconductores etcetcpermanentes,permanentes, loslos cortocircuitos,cortocircuitos, laslas fallasfallas dede aislación,aislación, elel cortecorte dede conductores,conductores, etcetc......

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TIPOS DE FALLASTIPOS DE FALLAS

LasLas fallas,fallas, segúnsegún susu naturalezanaturaleza yy gravedad,gravedad, seseclasificanclasifican enen ::clasificanclasifican enen ::

SOBRECARGASOBRECARGA

CORTO CIRCUITOCORTO CIRCUITO

FALLAS DE AISLACIÓNFALLAS DE AISLACIÓN

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TIPOS DE FALLASTIPOS DE FALLAS

SOBRECARGASOBRECARGALasLas sobrecargassobrecargas masmas comunescomunes sesegg

originanoriginan enen elel excesoexceso dede consumosconsumos enen lalainstalacióninstalación eléctricaeléctrica..

DebidoDebido aa estaesta situaciónsituación dedesobreexigencia,sobreexigencia, sese produceproduce unun calentamientocalentamientoexcesivoexcesivo dede loslos conductoresconductores eléctricos,eléctricos, loloqueque puedepuede conducirconducir aa lala destruccióndestrucción dede susu

i l iói l ió dd i li l i fl iói fl ióaislación,aislación, provocandoprovocando inclusoincluso susu inflamación,inflamación,concon elel consiguienteconsiguiente riesgoriesgo parapara laslas personaspersonasyy lala propiedadpropiedadyy lala propiedadpropiedad..

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TIPOS DE FALLASTIPOS DE FALLAS

CORTOCORTO CIRCUITOCIRCUITOEsEs lala fallafalla dede mayormayor gravedadgravedad parapara unauna instalacióninstalaciónyy gg ppeléctricaeléctrica.. EnEn loslos cortocircuitoscortocircuitos elel nivelnivel dede corrientecorrientealcanzaalcanza valoresvalores tantan altos,altos, queque loslos conductoresconductoreseléctricoseléctricos sese fundenfunden enen loslos puntospuntos dede falla,falla,produciendoproduciendo calor,calor, chispaschispas ee inclusoincluso flamasflamasgenerandogenerando unun altoalto riesgoriesgo dede incendioincendio deldelgenerandogenerando unun altoalto riesgoriesgo dede incendioincendio deldelinmuebleinmueble..

LosLos cortocircuitoscortocircuitos sese originanoriginan porpor lala uniónunión fortuitafortuitadede dosdos líneaslíneas eléctricaseléctricas queque hanhan perdidoperdido susuaislación,aislación, entreentre laslas cualescuales existeexiste unauna diferenciadiferencia dede

t i lt i l (( ff tt 220220 ))potencialpotencial (( fasefase neutroneutro ,,220220 vv ))

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TIPOS DE FALLASTIPOS DE FALLAS

FALLASFALLAS DEDE AISLACIÓNAISLACIÓNFALLASFALLAS DEDE AISLACIÓNAISLACIÓNLasLas fallasfallas dede aislaciónaislación nono siempresiempre dandan origenorigen aat i itt i it EE hh f llf ll ddunun cortocircuitocortocircuito.. EnEn muchosmuchos casoscasos unauna fallafalla dede

aislaciónaislación enen algúnalgún equipoequipo eléctrico,eléctrico, provocaprovoca queque lalacarcazacarcaza metálicametálica dede dichodicho equipoequipo sese energiceenergice concon elelcarcazacarcaza metálicametálica dede dichodicho equipoequipo sese energice,energice, concon elelconsiguienteconsiguiente peligropeligro parapara lala vidavida dede laslas personaspersonas alalsufrirsufrir unun shockshock eléctricoeléctrico..

ElEl origenorigen dede laslas fallasfallas dede aislaciónaislación estaesta enen elelenvejecimientoenvejecimiento dede laslas aislaciones,aislaciones, loslos cortescortes dede algúnalgúnconductor,conductor, unionesuniones malmal aisladas,aisladas, malamala ejecuciónejecución dedelaslas reparaciones,reparaciones, usouso dede artefactosartefactos enen malmal estado,estado,etcetc..

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PROTECCIONES CONTRAPROTECCIONES CONTRA

SOBRECARGAS Y CORTOCIRCUITOSSOBRECARGAS Y CORTOCIRCUITOSToda instalación eléctrica debe ser provista de Protecciones; cuyo objetivo es Toda instalación eléctrica debe ser provista de Protecciones; cuyo objetivo es

Reducir al máximo los efectos producidos por una Falla ( Sobrecargas, Reducir al máximo los efectos producidos por una Falla ( Sobrecargas,

Cortocircuitos ó Pérdidas de Aislación ) Cortocircuitos ó Pérdidas de Aislación ) Cortocircuitos, ó Pérdidas de Aislación ). Cortocircuitos, ó Pérdidas de Aislación ).

Las Protecciones de mayor aplicación:Las Protecciones de mayor aplicación:

Los Fusibles.Los Fusibles.

Los Disyuntores magnetoLos Disyuntores magneto--térmicostérmicos..

Los Diferenciales.Los Diferenciales.

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PROTECCIONES CONTRA PROTECCIONES CONTRA

SOBRECARGAS Y CORTOCIRCUITOS

LosLos FusiblesFusiblesLosLos FusiblesFusibles..LosLos fusiblesfusibles sonson dispositivosdispositivos dede protecciónprotección dede laslas

instalacionesinstalaciones oo sussus componentes,componentes, diseñadosdiseñados parapara interrumpirinterrumpir lalacorrientecorriente porpor lala fusiónfusión dede unouno dede sussus elementoselementos integrantesintegrantes

Cuerpocorrientecorriente porpor lala fusiónfusión dede unouno dede sussus elementoselementos integrantes,integrantes,

LosLos fusiblesfusibles estánestán compuestoscompuestos porpor unun hilohilo conductorconductor dede bajobajopuntopunto dede fusión,fusión, elel queque sese sustentasustenta entreentre dosdos cuerposcuerposconductoresconductores enen elel interiorinterior dede unun envaseenvase cerámicocerámico oo dede vidriovidrio queque

Cerámico

conductores,conductores, enen elel interiorinterior dede unun envaseenvase cerámicocerámico oo dede vidrio,vidrio, quequelele dada susu formaforma característicacaracterística alal fusiblefusible..

EsteEste hilohilo conductorconductor permitepermite elel pasopaso dede corrientecorriente porpor elel circuitocircuitomientrasmientras loslos valoresvalores dede estaesta sese mantenganmantengan entreentre loslos limiteslimitesmientrasmientras loslos valoresvalores dede estaesta sese mantenganmantengan entreentre loslos limiteslimitesaceptablesaceptables.. SiSi estosestos limiteslimites sonson excedidos,excedidos, elel hilohilo sese funde,funde,despejandodespejando lala fallafalla yy protegiendoprotegiendo asíasí lala instalacióninstalación dede loslos efectosefectosnegativosnegativos dede esteeste excesoexceso.. Hilonegativosnegativos dede esteeste excesoexceso..

fusible

Page 220: guia para elaboracion proyectos electricos

CURVA CARACTERÍSTICA DE LOS FUSIBLES

CURVA DE UN FUSIBLE gL.CURVA DE UN FUSIBLE gL.T

iem

po(s

)

zona 1 : Normal

3

T

zona 2 : Sobrecargazona 3 : Cortocircuito

zona 1zona 2

zona 3

Intensidad (A)I min. I F

Page 221: guia para elaboracion proyectos electricos

VALORES CARACTERÍSTICOS DE LOS FUSIBLES

INTENSIDADINTENSIDAD MÍNIMAMÍNIMA (( II minmin.. )):: CorrienteCorriente mínimamínima dede operaciónoperación quequeoriginaorigina lala fusiónfusión deldel hilohilo fusiblefusible ;; pp..ejej.. FusibleFusible tipotipo gg((11 66 22 f )f )((11,,66 aa 22 vecesveces elel calibrecalibre nominalnominal deldel fusible)fusible)..

ÓÓTIEMPOTIEMPO DEDE OPERACIÓNOPERACIÓN (( tt opop..)):: TiempoTiempo enen queque elel hilohilo fusiblefusibledemorademora enen fundirsefundirse..

INTENSIDADINTENSIDAD NOMINALNOMINAL (( II nn )):: CorrienteCorriente nominalnominal deldel protectorprotectorfusiblefusible..

Page 222: guia para elaboracion proyectos electricos

CLASIFICACIÓN DE LOS FUSIBLES SEGÚN SU FUNCIONAMIENTOSEGÚN SU FUNCIONAMIENTO

CLASE DE FUNCIONAMIENTO CLASE SERVICIOCLASE DE FUNCIONAMIENTO CLASE SERVICIO

CORRIENTE CORRIENTE CORRIENTE DECORRIENTE DE DENOMIDENOMI-- PROTECCIÓNPROTECCIÓNDENOMINACIONDENOMINACION

g Lg L

CORRIENTE CORRIENTE PERMANENTEPERMANENTE

CORRIENTE DECORRIENTE DEINTERRUPCIÓNINTERRUPCIÓN

DENOMIDENOMINACIONNACION

PROTECCIÓNPROTECCIÓNDEDE

CABLES Y CONDUCTORESCABLES Y CONDUCTORESI n < I min

DENOMINACIONDENOMINACION

g Rg R

g Bg B

SEMICONDUCTORESSEMICONDUCTORES

EQUIPOS DE MINASEQUIPOS DE MINAS

I n I min.g

a Ma M

a Ra R

APARATOS DE MANIOBRAAPARATOS DE MANIOBRA

SEMICONDUCTORESSEMICONDUCTORESI n < 4 I na

Page 223: guia para elaboracion proyectos electricos

ESFUERZOS TÉRMICOS DE PRE-ARCO Y DE ARCO

UnUn fusiblefusible despejadespeja unun cortocorto circuitocircuito enendosdos tiempostiempos :: elel prepre--arcoarco yy luegoluego elelarcoarco

I (A)

Fig.1Iarcoarco..

ElEl esfuerzoesfuerzo térmicotérmico dede prepre--arcoarcocorrespondecorresponde aa lala energíaenergía mínimamínimanecesarianecesaria parapara queque elel elementoelemento deldel

IK

necesarianecesaria parapara queque elel elementoelemento deldelfusiblefusible lleguellegue aa susu puntopunto dede fusiónfusión..

EsEs importanteimportante conocerconocer esteeste esfuerzoesfuerzoIS

térmicotérmico dede arcoarco correspondecorresponde aa lalaenergíaenergía limitadalimitada entreentre elel finfin deldel prepre--arcoarco yy lala interrupcióninterrupción totaltotal ..yy pp

FigFig..11:: LosLos esfuerzosesfuerzos térmicostérmicos dede prepre--

arcoarco yy dede arcoarco estánestán ligadosligados aa lala formaforma

t ( s)tfus. textin.

dede estasestas curvascurvas..

Page 224: guia para elaboracion proyectos electricos

CARACTERISTICAS DE OPERACIÓN DE LOS FUSIBLES

Alt id d d t ióAlt id d d t ióAlta seguridad de protección.Alta seguridad de protección.

Pérdidas reducidas (calentamiento)Pérdidas reducidas (calentamiento)Pérdidas reducidas (calentamiento).Pérdidas reducidas (calentamiento).

Bajo costo de mantención y reposiciónBajo costo de mantención y reposiciónBajo costo de mantención y reposición.Bajo costo de mantención y reposición.

Gran capacidad de ruptura ( corriente máxima que laGran capacidad de ruptura ( corriente máxima que laGran capacidad de ruptura ( corriente máxima que la Gran capacidad de ruptura ( corriente máxima que la protección puede despejar en un cortocircuitoprotección puede despejar en un cortocircuito).).

Page 225: guia para elaboracion proyectos electricos

EL DISYUNTORÉMAGNETO-TÉRMICO.

LosLos disyuntoresdisyuntores magnetomagneto--térmicos,térmicos,conocidosconocidos comúnmentecomúnmente comocomo interruptoresinterruptoresppautomáticosautomáticos,, sese caracterizancaracterizan porpor::

DesconectarDesconectar oo conectarconectar unun circuitocircuito eléctricoeléctrico

enen condicionescondiciones normalesnormales dede operaciónoperación..enen condicionescondiciones normalesnormales dede operaciónoperación..

DesconectarDesconectar unun circuitocircuito eléctricoeléctrico enen

condicionescondiciones dede falla,falla, sobrecargassobrecargas óó cortocorto

circuitoscircuitos..

Page 226: guia para elaboracion proyectos electricos

EL DISYUNTORÉMAGNETO-TÉRMICO.

PoseerPoseer unun elevadoelevado numeronumero dede maniobras,maniobras, lolo queque lele permitepermite serser

utilizadoutilizado nuevamentenuevamente despuésdespués deldel “despeje”“despeje” dede unauna falla,falla, aa

diferenciadiferencia deldel fusible,fusible, queque solosolo sirvesirve unauna vezvez..

ElEl disyuntordisyuntor magnetomagneto--térmicotérmico eses unun interruptorinterruptor queque desconectadesconecta elelyy gg pp qq

circuito,circuito, aa travéstravés deldel accionamientoaccionamiento dede dosdos unidadesunidades ::

H T É R M I C AT É R M I C A

HH M A G N E T I C AM A G N E T I C A

Page 227: guia para elaboracion proyectos electricos

EL ELEMENTO TÉRMICO

BIMETAL CALIENTEBIMETAL CALIENTEBIMETAL FRIÓBIMETAL FRIÓ

METAL 1METAL 1

METAL 2METAL 2

Page 228: guia para elaboracion proyectos electricos

EL ELEMENTO TÉRMICOEL ELEMENTO TÉRMICO

ElEl Bimetal,Bimetal, estáestá formadoformado porpor dosdos metalesmetales dede distintodistintocoeficientecoeficiente dede dilatacióndilatación lineallineal..coeficientecoeficiente dede dilatacióndilatación lineallineal..

LaLa curvaturacurvatura queque sese originaorigina concon elel calentamientocalentamiento deldel bimetalbimetal esesequivalenteequivalente alal calentamientocalentamiento dede loslos conductoresconductores deldel circuitocircuito..

CuandoCuando lala corrientecorriente superasupera elel valorvalor permitidopermitido lala curvaturacurvatura llegallegaCuandoCuando lala corrientecorriente superasupera elel valorvalor permitido,permitido, lala curvaturacurvatura llegallegaaa unun puntopunto extremo,extremo, queque hacehace actuaractuar unun mecanismomecanismo dededesenganche,desenganche, originandooriginando lala operaciónoperación dede lala protecciónprotección..

LaLa protecciónprotección térmicatérmica alal actuaractuar frentefrente aa sobresobre cargas,cargas, nono esesinstantánea,instantánea, sinosino queque dede tiempotiempo retardadoretardado..,, qq pp

Page 229: guia para elaboracion proyectos electricos

CURVA CARACTERISTICA DE CURVA CARACTERISTICA DE LA PROTECCIÓN TÉRMICA

Page 230: guia para elaboracion proyectos electricos

EL ELEMENTO MAGNÉTICOEL ELEMENTO MAGNÉTICO

II

CONTACTO MOVIL

CONTACTO FIJO

II

Page 231: guia para elaboracion proyectos electricos

EL ELEMENTO MAGNÉTICOEL ELEMENTO MAGNÉTICO

Page 232: guia para elaboracion proyectos electricos

EL ELEMENTO MAGNÉTICO

EstaEsta parteparte dede lala protecciónprotección estaesta formadaformada porpor unaunabobinabobina ,, concon grangran cantidadcantidad dede vueltasvueltas alrededoralrededor dede ununnúcleonúcleo magnéticomagnéticonúcleonúcleo magnéticomagnético

AlAl serser recorridorecorrido porpor unauna corrientecorriente eléctricaeléctrica generagenera unaunaacciónacción magnéticamagnética ..

EstaEsta bobinabobina estaesta conectadaconectada enen serieserie concon elel circuitocircuitoEstaEsta bobinabobina estaesta conectadaconectada enen serieserie concon elel circuitocircuitoqueque sese vava aa protegerproteger ..

Page 233: guia para elaboracion proyectos electricos

EL ELEMENTO MAGNÉTICO

CuandoCuando lala corrientecorriente alcanzaalcanza unun valorvalor muymuy grandegrande(tres(tres óó masmas vecesveces lala corrientecorriente nominalnominal deldel protectorprotector ))(tres(tres óó masmas vecesveces lala corrientecorriente nominalnominal deldel protectorprotector ))elel magnetismomagnetismo generadogenerado atraeatrae unun contactocontacto móvilmóvil quequeactivaactiva lala desconexióndesconexión deldel interruptorinterruptor ..pp

EstoEsto ocurreocurre enen unun lapsolapso dede tiempotiempo prácticamenteprácticamenteEstoEsto ocurreocurre enen unun lapsolapso dede tiempotiempo prácticamenteprácticamenteinstantáneoinstantáneo (Curva(Curva dede operación)operación)..

Page 234: guia para elaboracion proyectos electricos

CURVA CARACTERISTICA DE LA PROTECCIÓN MAGNETICA

Page 235: guia para elaboracion proyectos electricos

EL DISYUNTOREL DISYUNTOR

BIMETALBIMETAL

BOBINABOBINA CAMARA DE EXTINCIÓN DECAMARA DE EXTINCIÓN DEARCOARCO

Page 236: guia para elaboracion proyectos electricos

CURVA CARACTERISTICA DEL DISYUNTOR

Page 237: guia para elaboracion proyectos electricos

DIMENSIONAMIENTO DE LA

PROTECCIÓN TÉRMICO-MAGNÉTICA

En circuitos eléctricos, lo usual es utilizar

disyuntores con una sensibilidad del dispositivoy

magnético , adecuado a los requerimientos

ti d l ti d l l d áoperativos, del tipo de consumo al que se le dará

protección ; es así :

Page 238: guia para elaboracion proyectos electricos

DIMENSIONAMIENTO DE LA

PROTECCIÓN TÉRMICO -MAGNÉTICA

EnEn circuitoscircuitos eléctricoseléctricos dede alumbradoalumbrado lolo usualusual esesEnEn circuitoscircuitos eléctricoseléctricos dede alumbradoalumbrado lolo usualusual esesutilizarutilizar disyuntoresdisyuntores dede grangran sensibilidadsensibilidad enen lalaoperaciónoperación deldel dispositivodispositivo magnéticomagnético ::operaciónoperación deldel dispositivodispositivo magnéticomagnético ::

TIPOTIPO BB

EnEn circuitoscircuitos eléctricoseléctricos dede fuerzafuerza lolo usualusual esesutilizarutilizar disyuntoresdisyuntores dede bajabaja sensibilidad,sensibilidad, parapara lalaoperaciónoperación deldel dispositivodispositivo magnéticomagnético ::

TIPOTIPO DD

Page 239: guia para elaboracion proyectos electricos

DIMENSIONAMIENTO DE LA

PROTECCIÓN TÉRMICO -MAGNÉTICAPROTECCIÓN TÉRMICO MAGNÉTICA

Page 240: guia para elaboracion proyectos electricos

SELECTIVIDAD DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES

Salvo en instalaciones muy elementales, siempre

hay dos o mas protecciones conectadas en serie

entre el punto de alimentación y los posiblesp y p

puntos de fallas.

Para delimitar la falla a la menor área posible, las

protecciones deben actuar en forma escalonadap

; de la falla a la fuente.

Page 241: guia para elaboracion proyectos electricos

SELECTIVIDAD DE COORDINACIÓN SELECTIVIDAD DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES

Las protecciones deberán entonces elegirse y

regularse, de acuerdo a sus curvas deregularse, de acuerdo a sus curvas de

características, de modo que operen frente a

cualquier eventualidad en la forma descrita..

Page 242: guia para elaboracion proyectos electricos

SELECTIVIDAD DE COORDINACIÓN SELECTIVIDAD DE COORDINACIÓN

DE PROTECCIONES

SOBRECARGASSOBRECARGAS::

DE PROTECCIONES

SOBRECARGASSOBRECARGAS::UtilizarUtilizar laslas curvascurvas dede zonaszonas dede funcionamientofuncionamiento dedeloslos diferentesdiferentes aparatosaparatos dede protecciónprotección.. SobreSobre ununmismomismo ábaco,ábaco, laslas zonaszonas dede funcionamientofuncionamiento nonodebendeben cortarsecortarse..

CORTOCIRCUITOSCORTOCIRCUITOS::VerificarVerificar loslos puntospuntos dede operación,operación, aa efectoefecto dede nonotenertener elel “tripeo”“tripeo” dede dosdos oo masmas protectoresprotectores enen

dd (U b l(U b l i l)i l)cascadacascada (Umbral(Umbral parcial)parcial)..

Page 243: guia para elaboracion proyectos electricos

COORDINACION ENTRE FUSIBLESFUSIBLES

UnUn fusiblefusible despejadespeja unun cortocorto circuitocircuito enen dosdostiempostiempos :: PrePre--arcoarco yy ArcoArco..

ElEl esfuerzoesfuerzo térmicotérmico dede PrePre--arcoarco correspondecorresponde aa lalaenergíaenergía mínimamínima necesarianecesaria parapara queque elel elementoelementodeldel fusiblefusible lleguellegue aa susu puntopunto dede fusiónfusión..

ElEl esfuerzoesfuerzo térmicotérmico dede ArcoArco correspondecorresponde aa lalaenergíaenergía limitadalimitada entreentre elel finfin deldel PrePre--arcoarco yy lalainterrupcióninterrupción totaltotal ..

Page 244: guia para elaboracion proyectos electricos

COORDINACION ENTRE FUSIBLESFUSIBLES

TIEMPOTIEMPO DEDE PASOPASO::

EnEn proteccionesprotecciones fusiblesfusibles enen cascada,cascada, sese recomiendarecomiendapp ,,trabajartrabajar enen funciónfunción deldel tiempotiempo dede pasopaso queque asegureasegure::

AlAl fusiblefusible aguasaguas arribaarriba presentarpresentar unun tiempotiempo dede prepreAlAl fusiblefusible aguasaguas arribaarriba presentarpresentar unun tiempotiempo dede prepre--arco,arco, superiorsuperior alal tiempotiempo totaltotal dede despejedespeje dede lalaprotecciónprotección aguasaguas abajoabajo..

SeSe recomiendarecomienda unun dimensionamientodimensionamiento dede lala protecciónproteccióndede respaldorespaldo:: 11..88 aa 22..55 vecesveces elel calibrecalibre nominalnominal dede lalaprotecciónprotección inferiorinferior..protecciónprotección inferiorinferior..

Page 245: guia para elaboracion proyectos electricos

COORDINACION ENTRE COO C OFUSIBLES

Page 246: guia para elaboracion proyectos electricos

SELECTIVIDAD DE DISYUNTORESSELECTIVIDAD DE DISYUNTORES

En el caso mostrado de disyuntores:En el caso mostrado de disyuntores:

LasLas curvascurvas dede operación,operación, debendeben estarestar enen lalaposiciónposición relativarelativa mostradamostrada parapara queque estosestos seanseanposiciónposición relativarelativa mostradamostrada parapara queque estosestos seanseanselectivosselectivos..

AA partirpartir deldel puntopunto U,U, sese estableceestablece elel umbralumbral dedeselectividadselectividad ,, dede laslas unidadesunidades magnéticasmagnéticas..selectividadselectividad ,, dede laslas unidadesunidades magnéticasmagnéticas..

Page 247: guia para elaboracion proyectos electricos

SELECTIVIDAD DE DISYUNTORES

Page 248: guia para elaboracion proyectos electricos

SELECTIVIDAD DE FUSIBLE Y SELECTIVIDAD DE FUSIBLE Y DISYUNTOR

ElEl esfuerzoesfuerzo térmicotérmico dede prepre--arcoarco dede unun fusiblefusible puedepuedepp ppserser consideradoconsiderado comocomo unauna constanteconstante ,, peropero elelesfuerzoesfuerzo térmicotérmico totaltotal dede rupturaruptura dede unun disyuntordisyuntor

ffestaesta ligadoligado aa lala corrientecorriente dede fallafalla ..

LaLa selectividadselectividad seráserá porpor consiguienteconsiguiente aseguradaaseguradah th t ll dd i ti t ll dll d b lb l ddhastahasta unun valorvalor dede corrientecorriente llamadollamado umbralumbral dedeselectividadselectividad (punto(punto PP enen lala figurafigura ))..

Page 249: guia para elaboracion proyectos electricos

SELECTIVIDAD DE FUSIBLE Y SELECTIVIDAD DE FUSIBLE Y DISYUNTOR

EnEn lala condicióncondición propuestapropuesta ,, elel disyuntordisyuntor estaesta masmaspróximopróximo alal consumoconsumo dede modomodo queque debedebe operaroperarpróximopróximo alal consumoconsumo ,, dede modomodo queque debedebe operaroperarprimeroprimero ;; estoesto sese logralogra seleccionandoseleccionando unun disyuntordisyuntor yyunun fusiblefusible queque tengatenga curvascurvas dede operaciónoperación similaressimilares aa lalaunun fusiblefusible queque tengatenga curvascurvas dede operaciónoperación similaressimilares aa lalamostradamostrada enen lala figurafigura..

HayHay selectividadselectividad siempresiempre queque elel esfuerzoesfuerzo térmicotérmico dedeyy pp qqprepre--arcoarco deldel fusiblefusible seasea superiorsuperior alal esfuerzoesfuerzo térmicotérmicototaltotal dede rupturaruptura deldel disyuntordisyuntor ..

Page 250: guia para elaboracion proyectos electricos

SELECTIVIDAD DE FUSIBLE Y SELECTIVIDAD DE FUSIBLE Y DISYUNTOR

Page 251: guia para elaboracion proyectos electricos

EL PROTECTOR DIFERENCIALEL PROTECTOR DIFERENCIAL

Page 252: guia para elaboracion proyectos electricos

EL PROTECTOR DIFERENCIAL

• Falla de aislación:

• Esta falla involucra directamente la seguridad de las gpersonas; exponiendola a un schock eléctrico a raíz de la aparición de las Tensiones Contacto Indirecto.

• Una protección Diferencial en combinación con una• Una protección Diferencial en combinación con una puesta a tierra, asegura un adecuado control de las tensiones por contacto indirecto.p

Page 253: guia para elaboracion proyectos electricos

EL PROTECTOR DIFERENCIALEL PROTECTOR DIFERENCIAL

Page 254: guia para elaboracion proyectos electricos

TRANSFORMADOR DE AISLACIONTRANSFORMADOR DE AISLACION

Page 255: guia para elaboracion proyectos electricos

NEUTRALIZACIÓNNEUTRALIZACIÓN

Page 256: guia para elaboracion proyectos electricos

PUESTA A TIERRAPUESTA A TIERRA

Page 257: guia para elaboracion proyectos electricos

Al b dAlumbrado

Page 258: guia para elaboracion proyectos electricos

Cargas tipo Resistivas

Se incluyen en este punto las cargas de calefacción, lámparas incandescentes, etc.

La potencia aparente consumida por este tipo de cargas es igual a la potencia nominal indicada por el fabricante, ya que las mismas no consumen potencia reactiva ni utilizan ningún equipo auxiliar para su conexión a la red que agreguereactiva, ni utilizan ningún equipo auxiliar para su conexión a la red que agregue consumo de potencia.

En este caso tenemos entonces:

Page 259: guia para elaboracion proyectos electricos

Lámparas fluorescentes

Las lámparas fluorescentes producen una descarga eléctrica en una atmósfera deLas lámparas fluorescentes producen una descarga eléctrica en una atmósfera de vapor de mercurio a baja presión.

Estas lámparas requieren para su funcionamiento de un equipo auxiliarEstas lámparas requieren para su funcionamiento de un equipo auxiliar, habitualmente formado por los siguientes componentes:

Balasto: su función es limitar la intensidad de corriente que circula a través de laBalasto: su función es limitar la intensidad de corriente que circula a través de la lámpara, regular la corriente necesaria para el precalentamiento de los electrodos y producir el impulso de tensión preciso que ayuda al encendido de la lámpara.

El más sencillo está formado por una bobina con núcleo de láminas metálicas.

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Partidor, arrancador, cebador o Started: su función es permitir durante un breve período el pasaje de corriente por los electrodos (precalentamiento de los

l t d ) d l lá h t d l did S telectrodos) de la lámpara hasta que pueda comenzar el encendido. Se conecta en serie con el balasto y los electrodos.

En este caso estamos refiriéndonos a un equipo auxiliar electromecánico seEn este caso estamos refiriéndonos a un equipo auxiliar electromecánico, se utilizan también los equipos auxiliares electrónicos.

El rendimiento y prestaciones en general de la lámpara dependen entre otrasEl rendimiento y prestaciones en general de la lámpara, dependen entre otras cosas de las características del equipo auxiliar.

En este caso tenemos entonces:

Page 264: guia para elaboracion proyectos electricos

La Luminotecnia es la ciencia que estudia las distintas formas de producciónLa Luminotecnia es la ciencia que estudia las distintas formas de producción de luz, así como su control y aplicación. Sus magnitudes principales son:

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Curvas Fotométricas de algunas Luminarias

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LUMINARIA

Según la Norma se define luminaria como aparato de alumbrado que reparte, filtra o transforma la luz emitida por una o varias lámparas y que comprende todos los dispositivos necesarios para el soporte, la fijación y la protección de p p p j y plámparas, (excluyendo las propias lámparas) y, en caso necesario, los circuitos auxiliares en combinación con los medios de conexión con la redde alimentación. De manera general consta de los siguientes elementos

1. Armadura o carcasa: Es el elemento físico mínimo que sirve de soporte y delimita el volumen de la luminaria conteniendo todos suselementos.

2. Equipo eléctrico: Sería el adecuado a los distintos tipos de fuentes de luz tifi i l f ió d l i i t l ifi ióartificial y en función de la siguiente clasificación:

- Incandescentes normales sin elementos auxiliares.- Halógenas de alto voltaje a la tensión normal de la red, o de bajo voltaje

con transformador o fuente electrónicacon transformador o fuente electrónica.- Fluorescentes. Con reactancias o balastos, condensadores e ignitores, o

conjuntos electrónicos de encendido y control.De descarga Con reactancias o balastos condensadores e ignitores o- De descarga. Con reactancias o balastos, condensadores e ignitores, o

conjuntos electrónicos de encendido y control.

Page 276: guia para elaboracion proyectos electricos

3 Reflectores: Son determinadas superficies en el interior de la luminaria3. Reflectores: Son determinadas superficies en el interior de la luminaria que modelan la forma y dirección del flujo de la lámpara. Enfunción de cómo se emita la radiación luminosa pueden ser:

- Simétrico (con uno o dos ejes) o asimétrico- Simétrico (con uno o dos ejes) o asimétrico.- Concentrador (haz estrecho menor de 20º) o difusor (haz ancho entre

20 y 40º; haz muy ancho mayor de 40º).- Especular (con escasa dispersión luminosa) o no especular (conEspecular (con escasa dispersión luminosa) o no especular (con

dispersión de flujo).- Frío (con reflector dicroico) o normal.

4. Difusores: Elemento de cierre o recubrimiento de la luminaria en la dirección de la radiación luminosa. Los tipos más usuales son:

- Opal liso (blanca) o prismática (metacrilato traslúcido).p ( ) p ( )- Lamas o reticular (con influencia directa sobre el ángulo de

apantallamiento).- Especular o no especular (con propiedades similares a los reflectores).

5. Filtros: En posible combinación con los difusores sirven para potenciar o mitigar determinadas características de la radiación luminosa.

Page 277: guia para elaboracion proyectos electricos

LUMINARIA. CLASIFICACIÓN POR EL GRADO DE PROTECCIÓN ELÉCTRICALas luminarias deben asegurar la protección de las personas contra los contactos eléctricos. Según el grado de aislamiento eléctrico, las luminarias pueden clasificarse como:

Page 278: guia para elaboracion proyectos electricos

LUMINARIAS. CLASIFICACIÓN POR LA EMISIÓN DEL FLUJODe acuerdo con el porcentaje de flujo luminoso total distribuido por encima y por p j j p y pdebajo del plano horizontal, se clasifican en:

Page 279: guia para elaboracion proyectos electricos

Incandescencia convencionales en septiembre del 2012 de d j d f b i Edejan de fabricar en Europa

Incandescencia convencionales halógenas

Lamparas y tubos fluorescentes

Page 280: guia para elaboracion proyectos electricos

Inducción

Page 281: guia para elaboracion proyectos electricos

VALORES TÍPICOS

Tipo de fuente PotenciaW

Flujo LuminosoL

Eficacia luminosaL /WTipo de fuente W Lm Lm/W

Vela de cera 10

Lámpara incandescente 40 430 10,75

100 1.300 13,80

300 5.000 16,67

Lámpara Fluorescente compacta 7 400 57,10

9 600 66,70,

Lámpara Fluorescente tubular 20 1.030 51,50

40 2.600 65,00

65 4.100 63,00

Lámpara vapor de Mercurio 250 13.500 54,00

400 23.000 57,50

700 42.000 60,00

Lámpara Mercurio Halogenado 250 18.000 72,00p g ,

400 24.000 67,00

100 80.000 80,00

Lámpara vapor de Sodio alta presión 250 25.000 100,00presión

400 47.000 118,00

1.000 120.000 120,00

Lámpara vapor de Sodio baja presión 55 8.000 145,00presión

135 22.500 167,00

180 33.000 180,00

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También es importante tener en cuenta el Factor de Uniformidad:

F t d if id d Al b d G l Al b d L li dFactor de uniformidad Alumbrado General Alumbrado Localizado

E mínima / E media ≥ 0,8 ≥ 0,5

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Page 292: guia para elaboracion proyectos electricos

Para el cálculo utilizaremos el "Método del Flujo Total", un método sencilloque, aunque no muy exacto, nos permite obtener unos valores útiles comoprimera aproximación, o para alumbrados en los que no son necesariop p p qresultados precisos:

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Cubicación

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Compras Empeado50% 10% 15%

$

Empleador

PU MO GG Util $ ModuloCant Precio

Caja 284 460 230 69 114 873 Caja Castillo 1 196 196 Boquillas 3 88 264Boquillas 3 88 264 Tornillo 2 ‐ Pegamento 0,01 ‐

Canalización 20mm 203 102 30 50 385Canalización 20mm 203 102 30 50 385 Tubo PVC 20 1 203 203 Abrazadera 20 3 ‐ Tornillo 6 ‐

Cable 2,08 (3X2,08) 614 307 92 152 1.166 Cable 2,08 3 150 450 Soldadura 0,01 ‐ Huincha Plastica 0,3 51,25 15 Huincha de Goma 0,3 496,6666667 149

Cable 3,31 (3X3,31) 872 436 131 216 1.655 Cable 3,31 3 236 708 Soldadura 0,01 ‐ Huincha Plastica 0,3 51,25 15 Huincha de Goma 0,3 496,6666667 149

Modulo 9/12 2 970 1 485 446 735 5 636Modulo 9/12 2.970 1.485 446 735 5.636 Placa simple 1 1590 1.590 Modulo 9/12 1 690 690 Soporte Placa 1 690 690

Page 312: guia para elaboracion proyectos electricos

Compras Empeado50% 10% 15%

PU MO GG Util $ Modulo

Empleador

Modulo 9/15 3.660 1.830 549 906 6.945 Placa doble 1 1590 1.590 Modulo 9/12 2 690 1 380

Cant Precio

Modulo 9/12 2 690 1.380 Soporte Placa 1 690 690 Spagetti 0,01 ‐

Modulo 9/24 5.940 2.970 891 1.470 11.271Modulo 9/24 5.940 2.970 891 1.470 11.271 Placa simple 2 1590 3.180 Modulo 9/12 2 690 1.380 Soporte Placa 2 690 1.380

Modulo 9/32 4.350 2.175 653 1.077 8.254 Placa Triple 1 1590 1.590 Modulo 9/12 3 690 2.070 Soporte Placa 1 690 690 Spagetti 0,1 ‐

Enchufe simple 3.270 1.635 491 809 6.205 Placa simple 1 1590 1590Enchue Simple 1 990 990Soporte Placa 1 690 690

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Page 315: guia para elaboracion proyectos electricos

Instalaciones industriales en BTInstalaciones industriales en BT

Page 316: guia para elaboracion proyectos electricos

• Componentes de la CSE:

– Calidad del Servicio Técnico (CST): evalúa la frecuencia, duración y severidad de las interrupciones. Es la componente de la CSE que ha sido más estudiada en la literatura (reliability)

– Calidad del Producto Técnico (CPT): evalúa la calidad de la onda de la tensión suministrada Es lade la onda de la tensión suministrada . Es la componente de la CSE más estudiada en la actualidad (power quality)actualidad (power quality)

– Calidad del Servicio Comercial (CSC): evalúa laCalidad del Servicio Comercial (CSC): evalúa la calidad de la atención comercial brindada por los proveedores del servicio de energía eléctrica a sus clientes

Page 317: guia para elaboracion proyectos electricos

Espectros armónicos y distorsiones totales armónicas de corriente (THD ) de cargas no lineales típicascorriente (THDI) de cargas no lineales típicas

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Page 319: guia para elaboracion proyectos electricos

CASO N° 3. Instalación Industrial, planta faenadora de alimentos.Una planta faenadora y procesadora de alimentos presenta unUna planta faenadora y procesadora de alimentos presenta unesquema unilineal como el que se enseña a continuación:

13,2/0,4kv

Casino

Cámarasde Frio

TunelesCompresores

Vent

TDA 1,2,3,4

TDF 1,2,3

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Page 321: guia para elaboracion proyectos electricos

Cálculo de la Carga para los Tableros de Alumbrado (T.A.), se considera tipo Bodega, (Véase Tabla 7.5. de la NCh Eléc.4/2003

):):Para el Tablero de Alumbrado 1 (TDA 1)

Descripción Potencia (W)Servicios 4.400Lavanderia salas 640Lavanderia salas 640Pasillos 1.120Casinos 1.920Oficina Veterinario 640Oficinas y recepción 1 500Oficinas y recepción 1.500Oficinas y recepción 1.500Exterior edificio 1.500Exterior edificio 1.500Bodega 1 500Bodega 1.500Bodega 1.500Reserva alumbrado 1.500Reserva alumbrado 1.500Enchufes 10 A 1 500Enchufes 10 A 1.500Enchufes 10 A 1.500Enchufes 10 A 1.500Enchufes 10 A 1.500Enchufes 15 A 2 500Enchufes 15 A 2.500Enchufes 15 A 2.500Reserva enchufes 2.500Subtotal TDA 1 34.22015.000 W al 100% 15.00015.000 W al 100% 15.000Resto al 50% 9.610Carga Neta TDA 1 24.610

Page 322: guia para elaboracion proyectos electricos

Alimentador para el Tablero de AlumbradoCorriente Nominal para el alimentador:

API 4,3724610===

V,

380*73,13

Por lo tanto, la corriente para la protección es:

Isc = In x 1,25 = 46,7 A

Protección para el alimentador Tablero T.D.A 1

L t ió d d l li t d i t tLa protección adecuada para el alimentador es un interruptortrifásico de 50 A, es decir, 3 x 50 A.

Page 323: guia para elaboracion proyectos electricos

Para esta aplicación industrial se seleccionarán conductores con aislamiento XTU, diseñados para una temperatura máxima de servicio de 90°C y una tensión de 600 V.

La tabla de capacidades máximas de corriente se ilustra a continuación:

Page 324: guia para elaboracion proyectos electricos

Calculo de caída de tensión en el alimentador

Para calcular la caída de tensión en un alimentador trifásico se aplicará la siguiente fórmula:

)(3 φφ XSenRCosILV +=Donde:I = Corriente por el alimentador (A)L = Longitud del alimentador en kilómetrosgR = Resistencia del conductor por unidad de longitud (Ω/km)X = Reactancia del conductor por unidad de longitud (Ω/km)φ= Angulo de desfase entre tensión y corriente

Por lo tanto, para el alimentador se tienen los siguientes datos:I = 47,4 AL = 100 mL = 100 mR = 3,343 (Ω/km) ( 5,26mm2)X = 0,00 (Ω/km)φ = 0° se considera una carga resistivaφ = 0 , se considera una carga resistiva.

Page 325: guia para elaboracion proyectos electricos

Si no conocemos directamente la resistencia del conductor la podemos

ρ

pcalcular

LS

R ×=ρ

Por lo tanto la caída de tensión es,

06,27)01343,3(1,04,473 =+××××=V

%12,7100380

06,27=×=V

La regulación de tensión es de 7,12%, por lo que es necesario usarun conductor de sección superior, pues la caída de tensión debe serinferior a 3%inferior a 3%.

Page 326: guia para elaboracion proyectos electricos

Para un conductor 8 AWG,

02,17)01102,2(1,04,473 =+××××=V

Lo cual significa una regulación de 4,48%, razón por la cual se debe utilizar otro conductor.

71,10)01323,1(1,04,473 =+××××=V

Para un conductor 6 AWG,

Una caída de tensión de 10, 71 V implica una regulación de 2,82 %,lo que es permitido por la norma, pero se debe tener precaución puesla caída de tensión en los circuitos dependientes de este alimentadorla caída de tensión en los circuitos dependientes de este alimentadorno debe superar 2,18 % para no superar el 5% total de regulaciónque exige la norma.

Page 327: guia para elaboracion proyectos electricos

Potencia W Fp FC Fdim Voltaje Ki Kv I sc P_Isc. In Prot P_Icc Sección mm2 R Ohms/Km L Km DV REG % Reg Total4400 1 1 1 220 1 2 20 25 1x25 5.26 3.395 40 6.79 3.09 4.77640 1 1 1 220 1 2 2.91 3.64 1x6 3.31 5.395 0 0 1.68

1120 1 1 1 220 1 2 5.09 6.36 3.31 5.395 0 0 1.681920 1 1 1 220 1 1 8.73 10.91 3.31 5.395 0 0 1.68640 1 1 1 220 1 2 2.91 3.64 3.31 5.395 0 0 1.68

1500 1 1 1 220 1 2 6.82 8.53 3.31 5.395 0 0 1.681500 1 1 1 220 1 2 6.82 8.53 3.31 5.395 0 0 1.681500 1 1 1 220 1 2 6.82 8.53 3.31 5.395 0 0 1.681500 1 1 1 220 1 2 6.82 8.53 3.31 5.395 0 0 1.681500 1 1 1 220 1 2 6 82 8 53 3 31 5 395 0 0 1 681500 1 1 1 220 1 2 6.82 8.53 3.31 5.395 0 0 1.681500 1 1 1 220 1 2 6.82 8.53 3.31 5.395 0 0 1.681500 1 1 1 220 1 2 6.82 8.53 3.31 5.395 0 0 1.681500 1 1 1 220 1 2 6.82 8.53 3.31 5.395 0 0 1.681500 1 1 1 220 1 2 6.82 8.53 3.31 5.395 0 0 1.681500 1 1 1 220 1 2 6.82 8.53 3.31 5.395 0 0 1.681500 1 1 1 220 1 2 6.82 8.53 3.31 5.395 0 0 1.681500 1 1 1 220 1 2 6 82 8 53 3 31 5 395 0 0 1 681500 1 1 1 220 1 2 6.82 8.53 3.31 5.395 0 0 1.681500 1 1 1 220 1 2 6.82 8.53 3.31 5.395 0 0 1.681500 1 1 1 220 1 2 6.82 8.53 3.31 5.395 0 0 1.681500 1 1 1 220 1 2 6.82 8.53 3.31 5.395 0 0 1.68

31220150008110811023110 1 1 1 380 1.73 1.73 35.15 43.94 3x50 21.2 0.842 100 6.4 1.68

Page 328: guia para elaboracion proyectos electricos

Lo cual equivale a una regulación de 3,03%. Si se suman las regulaciones del circuito y su alimentador se tiene que se llega a un 5,85%.

Por lo tanto, se recomienda cambiar la sección del alimentador. Por esta razón, se selecciona un conductor 4 AWG, cuya caída de tensión es:tensión es:

VV 72,6)01831,0(74,461,03 =+××××=

Esta caída de tensión equivale a una regulación de 1,77 %, que es inferior a3% y que sumada con la regulación del circuito de servicios alcanza el 4,8%cumpliendo con la normativa señaladacumpliendo con la normativa señalada.

Page 329: guia para elaboracion proyectos electricos
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Tablero de Fuerza 1

Por tratarse de un tablero cuyas cargas representan motores y máquinas se procede de una manera distinta, ya que se deben tener en cuenta diferentes factores como:

Fc= El factor de carga de la máquina

fdi F t d di i i t li d i l á i é ifdim = Factor de dimensionamiento aplicado si la máquina no opera en régimen continuo

Cosφ El factor de potencia de la máq inaCosφ= El factor de potencia de la máquina

η= Eficiencia de la máquina

Page 331: guia para elaboracion proyectos electricos

Una de las cargas correspondientes al TDF1 es el motor de la sala de procesos cuya potencia mécanica es de 6,5 kW. La corriente a plena carga de la bomba es:

Para una buena estimación de la corriente consumida por el motorse considera un factor 0,8 equivalente al producto de la eficiencia yel factor de potencia de la máquina.

Pero si la bomba no se encuentra a un 100% de carga esta corriented b f t l f t d l t t i l b b tidebe afectarse por el factor de carga, por lo tanto si la bomba tiene unfactor de carga de 0,9 su corriente nominal es:

I I f 12 34 0 9 11 11 AIn = I x fc = 12,34 x 0,9 = 11,11 A

Page 332: guia para elaboracion proyectos electricos

Protección para motores de la sala de procesos

Protección contra sobrecargas (sección 12.3.1.2 de la NCH Eléc.4/2003 )

12.3.1.2.- Todo motor de régimen permanente cuya potencia sea superior a 1 HP deberá protegerse, contra las sobrecargas, mediante un dispositivo de protección que responda a la corriente del motor. Este protector tendrá una capacidad nominal o estará regulado a no más de 1,25 veces la corriente nominal del motor si se trata de motores con factor de servicio no inferior a 1,15 ó á d 1 15 l i t i l d l t t d tó, a no más de 1,15 veces la corriente nominal del motor para todo otro caso.

N.A.- El factor de servicio es un coeficiente usado en los motores fabricados de acuerdo a Normas Norteamericanas y señala la sobrecarga permanente que elacuerdo a Normas Norteamericanas y señala la sobrecarga permanente que el motor tolera. Usualmente se lo identifica en placa por las letras F.S. o S.F. También los motores fabricados bajo normas europeas dan estos coeficientes

Page 333: guia para elaboracion proyectos electricos

Para estimar la protección debe considerarse la corriente a plena cargaPara estimar la protección debe considerarse la corriente a plena carga del motor, por lo tanto la corriente para la protección es:

Isc = I x 1,25 = 12,34 x 1,25 = 15,43 Asc , 5 ,3 , 5 5, 3

El valor normalizado inmediatamente superior para esta protección es de 3 x 16A

Curvas c- Legrand6 KA 6-10 KA 10-25 KVA

6 1 610 2 1015 3 16

Curvas c- Legrand

15 3 1616 6 2020 10 2525 16 3232 20 4032 20 4040 25 5050 32 6363 40

505063

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7.2.- DIMENSIONAMIENTO

7 2 1 Estimación de cargas7.2.1.- Estimación de cargas

7.2.1.1.- La carga nominal de un alimentador, según la cual se dimensionará, no será menor que la suma de las cargas de todos los circuitos que sirve elno será menor que la suma de las cargas de todos los circuitos que sirve el alimentador, determinadas de acuerdo a las secciones 11 y siguientes, y sujetas a las siguientes disposiciones:

a) Para alimentadores que sirven cargas permanentes o una combinación de cargas permanentes y cargas intermitentes, el alimentador y sus protecciones se dimensionarán de acuerdo a la suma de las cargas intermitentes, g ,afectadas por el factor de diversidad correspondiente más la carga permanente afectada por el factor de demanda correspondiente.

b) Para alimentadores que sirven consumos de alumbrado exclusivamente a la carga total de los circuitos determinada de acuerdo a la sección 11 se le aplicarán los factores de demanda señalados en la tabla Nº 7.5.

Page 335: guia para elaboracion proyectos electricos

Estos factores de demanda no se aplicarán sobre subalimentadores en los que puede estar presente la totalidad de la carga en forma permanente o esporádica por períodos superiores a 15 minutos

Se aceptarán factores de demanda distintos a los valores indicados en esta tabla, cuando mediante un estudio realizado sobre la base de las características de uso d i t l ió l d j tifi di h lde instalación o las de proceso, se justifique dicho valor.

c) En donde las demandas máximas de los distintos subalimentadores no i id l ti d á li l d l li t dcoincidan en el tiempo, se podrá aplicar a la carga del alimentador

correspondiente un factor de diversidad fijado de acuerdo a las condiciones específicas de cada caso.d) No se podrá aplicar factores de diversidad a las cargas de subalimentadoresd) No se podrá aplicar factores de diversidad a las cargas de subalimentadores.

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Page 337: guia para elaboracion proyectos electricos

ÓPOTENCIA DEMANDADA POR UNA INSTALACIÓN – FACTORES DE CÁLCULO

E b l t i d d d d t l l l t iEn base a las potencias demandadas por cada receptor, se calcula la potencia demandada por la instalación, introduciendo distintos factores, que tienen en cuenta la utilización de cada carga (no operación a plena carga de cada receptor) y la diversidad del uso (operación no simultanea de todas las cargasreceptor) y la diversidad del uso (operación no simultanea de todas las cargas de determinado grupo).

Factor de utilización - fu -En condiciones de operación normal, la potencia consumida por una carga es algunas veces menor que la indicada como su potencia nominal y para sualgunas veces menor que la indicada como su potencia nominal, y para su cálculo se define el factor de utilización como el cociente entre la potencia efectivamente demandada por la carga, y la potencia nominal de la misma.

PPefu =

NPf

Page 338: guia para elaboracion proyectos electricos

El factor de utilización establece qué porcentaje de la capacidad del sistema de distribución esta siendo utilizando durante el pico de carga o demanda máxima

Factor de simultaneidad - fs –

Normalmente la operación simultanea de todas las cargas de un sistemaNormalmente, la operación simultanea de todas las cargas de un sistema, nunca ocurre, apareciendo siempre determinado grado de diversidad, que se expresa para cada grupo de cargas, mediante el factor de simultaneidad. El mismo se define como el cociente entre la demanda máxima del grupo j y lamismo se define como el cociente entre la demanda máxima del grupo j, y la suma de las demandas máximas de cada carga (i) del grupo j.

DmiDmjfs

Σ=

DmiΣ

Page 339: guia para elaboracion proyectos electricos

Factor de demanda - fd –

Este factor se define para un conjunto de receptores, como el cociente entre l t i á i d d d l j t l t i i t l dla potencia máxima demandada por el conjunto, y la potencia instalada correspondiente al mismo conjunto, y agrupa los dos factores definidos anteriormente.

Dfd max

instPfd =

Se puede decir entonces que el factor de demanda expresa el porcentaje de potencia instalada que ésta siendo Demandada

Page 340: guia para elaboracion proyectos electricos

Factor de carga

Es la relación entre la demanda promedio en un intervalo dado y la demanda máxima que se observa en el mismo intervalo

El pico de carga puede ser el máximo instantáneo o el máximo promedio en un intervalo (demanda máxima) en esta definición el pico de carga por loun intervalo (demanda máxima), en esta definición el pico de carga por lo regular se entiende como la mayor de todas las cargas promedio en un intervalo específico.

El factor de carga indica básicamente el grado en que el pico de carga se sostiene durante un período.p

Page 341: guia para elaboracion proyectos electricos

Ciclos de carga de varias formas y diferentes picos de carga pueden tener factores de carga iguales, siendo el único requisito cuando la relación de los respectivos promedios a los picos de carga sean iguales.

En cuanto a los problemas concernientes de los sistemas de distribución, el factor de carga por sí solo no es usualmente tan importante como la curva de carga de la cual se deriva.

El factor de carga es un índice de la eficiencia del sistema o parte delsistema de distribución siendo el 100% de factor de carga o el pico desistema de distribución, siendo el 100% de factor de carga o el pico decarga constante de las 24 horas por día el máximo posible.

Page 342: guia para elaboracion proyectos electricos

ESTIMACIÓN DE LA DEMANDA PARA EDIFICIOS INDUSTRIALES,RESIDENCIALES Y COMERCIALESRESIDENCIALES Y COMERCIALES.

la potencia efectivamente requerida por cada carga (P ei ), se calcula como:p q p g ( )

Como siguiente paso debe definirse la agrupación de las cargas, y el factor de simultaneidad de cada grupo, para calcular la potencia efectivamente requeridasimultaneidad de cada grupo, para calcular la potencia efectivamente requerida por cada grupo ( P ej) , como:

Por último, siendo fs , el factor de simultaneidad entre grupos, la demanda de potencia total (P eT ), se calcula como:

Page 343: guia para elaboracion proyectos electricos

1)Para tableros de Distribución que alimentan determinado número decircuitos, se especifican los siguientes factores de simultaneidad, cuando nose conoce como se distribuye la carga total entre los circuitos.

Para grupos de cargas del mismo tipo, se especifican los siguientes factores

Page 344: guia para elaboracion proyectos electricos

Para un proceso de producción conocido puede obtenerse el valor delPara un proceso de producción conocido, puede obtenerse el valor del factor de demanda, y calcular la demanda de potencia total como:

Cuando se está realizado el anteproyecto de iluminación, se conoce lacantidad y el tipo de artefactos que se instalará, se puede calcular lapotencia requerida para iluminación en función de la requerida porcada artefacto, y cuando se desconoce se asumen 100W por punto. Ysi se utilizaran enchufes se proyectan con 150 W.

Page 345: guia para elaboracion proyectos electricos

Protección de cortocircuito (secciones 12 3 2 1 a 12 3 2 2)Protección de cortocircuito (secciones 12.3.2.1 a 12.3.2.2)12.3.2.1.- Todo motor deberá contar con una protección de cortocircuito. Esta protección se dimensionará de modo tal que sea capaz de soportar sin operar, la corriente de partida del motor.la corriente de partida del motor.

12.3.2.2.- La capacidad nominal de las protecciones de cortocircuito de un motor se dimensionará comparando la característica de la corriente de partida p py el correspondiente valor durante el período de aceleración del motor o máquina, si es que el motor parte acoplado a su carga, con la curva de respuesta de la protección seleccionada de modo que ésta no opere bajo condiciones normales de partida.

A pesar de que se fijan los parámetros a tener en cuenta para la selección del dispositivo de protección de cortocircuito, no se entregan datos concretos para el cálculo y el tipo de protección a implementar.

P t l f t i t d í t d d l NEC (N i l El t i lPara tal efecto, se introduce aquí un apartado del NEC (Nacional Electrical Code) donde se establecen metodologías para el cálculo y selección de la protección.

Page 346: guia para elaboracion proyectos electricos

430-52. Corriente máxima o de programación de los circuitos individuales de motores.

(a) General. El dispositivo de protección contra cortocircuitos y fallas a tierra del circuito ramal debe cumplir los siguientes apartados (b) y (c) o (d), según proceda.

(b) Todos los motores. El dispositivo de protección del motor contra t i it f ll ti d l i it l d b d t t lcortocircuitos y fallas a tierra del circuito ramal, debe ser capaz de transportar la

corriente de partida del motor.

(c) Corriente nominal o de disparo(c) Corriente nominal o de disparo.

(1) Se debe emplear un dispositivo protector con una corriente nominal o un valor de disparo que no supere el valor calculado de acuerdo con lo establecidovalor de disparo que no supere el valor calculado de acuerdo con lo establecido en la Tabla 430-152.

Page 347: guia para elaboracion proyectos electricos

Excepción Nº. 1: Cuando los valores de los dispositivos de protección de los circuitos ramales contra cortocircuitos y fallas a tierra, calculados según lacircuitos ramales contra cortocircuitos y fallas a tierra, calculados según la Tabla 430-152, no correspondan con los valores normalizados de los fusibles, interruptores automáticos no ajustables, protectores térmicos o interruptores automático ajustables, se permite utilizar el valor inmediatamente superior.j , p p

Excepción Nº. 2: Cuando los valores especificados por la Tabla 430-152 modificado por la excepción No. 1, no es suficiente para la corriente de partida del motor:

a. Se permite aumentar el valor nominal de un fusible sin retardo de tiempo que no exceda los 600 A o un fusible con retardo de tiempo del tipo Clase CC, pero que en ningún caso exceda el 400% de la corriente a plena carga.

Page 348: guia para elaboracion proyectos electricos

b Se permite aumentar el valor nominal de un fusible con retardo (deb. Se permite aumentar el valor nominal de un fusible con retardo (de dos elementos), pero que en ningún caso exceda el 225% de la corriente a plena carga.

c . Se permite aumentar el valor nominal de un interruptor automático de tiempo inverso, pero que en ningún caso pueda superar (1) el 400% de la corriente a plena carga para corrientes de 100 A o menos o (2) el p g p ( )300% de la corriente a plena carga para más de 100 A.

d. Se permite aumentar el valor nominal de un fusible de 601-6.000 A, pero que en ningún caso pueda superar el 300% de la corriente a plena carga.

Page 349: guia para elaboracion proyectos electricos
Page 350: guia para elaboracion proyectos electricos

Se desea utilizar como dispositivo de protección un interruptor automático, con una intensidad nominal de disparo de ocho veces la pcorriente nominal en régimen permanente del motor, por lo tanto:

I protección = In motor x 8 = 88,9 A

Nota: la corriente de corto circuito es aquella que se produce, en este caso, en bornes del motor o en algún punto del circuito, cuando hay

f f i di d é lcontacto entre fases o entre una fase y tierra , pudiendo ésta alcanzar valores mucho mayores de los 88,9 A establecidos anteriormente dependiendo de la impedancia que exista hasta el punto de contacto. Es

t i t l d b li it di t l ió d testa corriente la que se debe limitar mediante la operación de este dispositivo de protección y ella se establece en este caso como de 8 veces la corriente nominal del motor, pero en rigor no es la corriente de cortocircuito sino que es el valor nominal de corriente que corresponde acortocircuito, sino que es el valor nominal de corriente que corresponde a la “protección de cortocircuito”.

El valor normalizado inmediatamente superior para esta protección esEl valor normalizado inmediatamente superior para esta protección es 100 A

Page 351: guia para elaboracion proyectos electricos

Dimensionamiento de conductores (secciones 12.2.2 a 12.2.3 de laNCh Eléc.4/2003)

12.2.2.- La sección de los conductores que alimenten a un motor derégimen permanente será tal que asegurar una capacidad de transporte,

l i l 1 25 l i t d l d l tpor lo menos, igual a 1,25 veces la corriente de plena carga del motor.

12.2.3.- La sección de los conductores que alimenten a un motor, seaéste de régimen periódico intermitente o de breve duración será tal queéste de régimen periódico, intermitente o de breve duración, será tal queasegure una capacidad de transporte como mínimo igual a la corrientede plena carga afectada por un factor determinado de acuerdo a la tablaNº 12 28N 12.28.

Page 352: guia para elaboracion proyectos electricos

Por lo tanto tratándose de un motor de régimen permanente la corriente para el conductor corresponde a la nominal a plena cargacorriente para el conductor corresponde a la nominal a plena carga multiplicada por 1,25.

I conductor = I x 1,25 = 15,43 A

Se selecciona un conductor 12 AWG y se procede a estimar su regulación y p gde tensión de acuerdo como se especificó con las cargas de alumbrado.

Por lo tanto, la regulación correspondiente a este conductor es,

Lo cual equivale a una regulación de 2,54%. El conductor se encuentral l i di d l i iten la norma y es el indicado para el circuito.

En la siguiente tabla se ilustran los resultados obtenidos para todas lascargas pertenecientes al tablero de fuerza 1 (TDF1)cargas pertenecientes al tablero de fuerza 1 (TDF1)

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CASO N° 4. Dimensionamiento del conductor neutro en edificios comerciales

La presencia de una corriente excesiva en el neutro ocurre a medida que las terceras armónicas se suman en éste gracias a que éstas están en fase y espaciadas en 120 grados eléctricos.

Por lo tanto, en el peor de los casos, la corriente rms del neutro puede ser 1.73 veces la corriente de línea, pero su frecuencia será predominantemente (pero no exclusivamente) 3 veces la fundamental

E t l d i t d b li t l t

predominantemente (pero no exclusivamente) 3 veces la fundamental, o 150 Hz.

Esta clase de corriente puede sobrecargar peligrosamente el neutro, las barras, o los terminales, a menos que estén especificados para una capacidad superior de corriente. Un conductor neutro, las barras, y las terminaciones especificados a un 200% de la corriente de líneay las terminaciones, especificados a un 200% de la corriente de línea es recomendado como práctica

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En un circuito trifásico tetrapolar donde las cargas no lineales se conectan entre fase y neutro, las componentes armónicas asociadas múltiplos de la tercera se sumaran algebraicamente en el neutro

Las corrientes a frecuencias diferentes de 50 Hz también poseen la capacidad de producir calentamiento en el conductor gracias al efecto

múltiplos de la tercera se sumaran algebraicamente en el neutro

capacidad de producir calentamiento en el conductor gracias al efecto de I2R, y se sabe que han causado incendios en sistemas de cableado y en equipos en los cuales este efecto no fue tomado en consideración,

Según NCh 4/2003

7.2.1.2.- El conductor neutro de un alimentador se dimensionará según el siguiente criterio:

a) El neutro de alimentadores monofásicos tendrá la misma sección del conductor de fase.

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b) El neutro de alimentadores trifásicos que sirvan Cargas Lineales tales como alumbrado incandescente, calefacción y fuerza, se dimensionará de modo tal que su sección sea a lo menos igual al 50% de la sección de lasmodo tal que su sección sea a lo menos igual al 50% de la sección de las fases.

c) El neutro de alimentadores trifásicos o de circuitos trifásicos que sirvanc) El neutro de alimentadores trifásicos o de circuitos trifásicos que sirvan cargas no lineales, tales como rectificadores, reguladores de velocidad, etc., se dimensionará de modo tal que su sección sea a lo menos igual a la sección de los conductores de fasessección de los conductores de fases.

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Circuitos dedicados.

Un circuito dedicado es uno que tiene un neutro separado para el circuito, tiene uno o más artefactos conectados a él, y tiene un conductor de puesta a tierra que puede o no puede ser común a los otros circuitos.

El empalme de conductores debe ser evitado hasta donde la práctica lo permita, es decir la utilización de un solo neutro para toda la instalación.

El i it d di d d b i l i d t i l d d tEl circuito dedicado debe incluir un conductor aislado de puesta a tierra de equipos

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UNIDAD IV: OPCIONES TARIFARIAS PARA CLIENTES REGULADOS

Las tarifas se fundamentan en los costos esperados futurosLas tarifas se fundamentan en los costos esperados futurosLos precios de la electricidad deben reflejar los costos de producción y distribución.

Las tarifas deben quedar condicionadas solo por las características del consumo y por su localización, independiente del uso que se hace de la electricidadelectricidad.

Las regulaciones de tarifas deben inducir elementos que tiendan a mejorar la eficiencia de las empresas que realizan el suministro de j p qenergía.

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Mediante la fijación adecuada de precios, se puede estimular a losclientes para modificar sus hábitos de consumo y así, disminuir lap ydiferencia entre el valor máximo y el mínimo de demanda de potencia.

De esta forma, se tiene el beneficio de un precio de suministro más bajopara el cliente y un menor nivel de inversión en instalaciones para dar elservicio por parte de la empresa, lo que permitirá destinar recursos aotras actividades de interés nacional.

La estructura de las tarifas para empresas distribuidoras considera losprecios de nudo para la potencia y energía establecidos en el punto deconexión con la empresa productora más el costo de distribución queconexión con la empresa productora, más el costo de distribución querepresentan la inversión y los gastos de operación y mantenimiento,incluidas las pérdidas de potencia y energía, del sistema de distribución,yúltimamente se ha agregado un concepto adicional y este es el Recargoú t a e te se a ag egado u co cepto ad c o a y este es e eca gopor transmisión troncal.

Tarifa EEDD= Precio Nudo + VAD + Rec TT TT

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Muestra de Carga MT Ctos. Arenal - Prado 11 al 13 de Septiembre 2006

250

200

150

mpe

res Cto. Arenal

Cto. Prado

50

100

Am

27 Sur 21 Pte PP 45032314 Pte 28 Sur PP 20286

0

50

04 01 58 55 52 49 46 43 40 37 34 31 28 25 22 19 16 13 10 07 04 01 58 55 52 49 46 43 40 37 34 31 28 25 22 19 16 13 10 07 04 01 58 55 52

17:0

18:0

18:5

19:5

20:5

21:4

22:4

23:4 0:4

1:3

2:3

3:3

4:2

5:2

6:2

7:1

8:1

9:1

10:1

11:0

12:0

13:0

13:5

14:5

15:5

16:4

17:4

18:4

19:4

20:3

21:3

22:3

23:2 0:2

1:2

2:1

3:1

4:1

5:1

6:0

7:0

8:0

8:5

9:5

10:5

Horas

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OPCION TARIFARIA

Clientes pueden elegir libremente cualquiera de las opciones de tarifas, con las limitaciones de cada caso.

Empresas concesionarios están obligadas a aceptar las opciones que los clientes elijan.

La opción tarlfaria elegida rige por un plazo de un año, salvo acuerdo con la empresa se entiende renovada automáticamente por igual período, salvo

i d l li 30 dí i i ióaviso del cliente con 30 días anticipación.

Ante cambios de tarifas, el cliente debe comprometer con la empresa el d t t d t i t t d / d dpago de remanentes por concepto de potencias contratadas y/o demandas

máximas leídas.

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PRECIO DE NUDOPRECIO DE NUDO

Los precios de nudo se fijan semestralmente, en los meses de abril y octubre de cada año Su determinación es efectuada por la Comisiónoctubre de cada año. Su determinación es efectuada por la Comisión Nacional de Energía (CNE), quien a través de un Informe Técnico comunica sus resultados al Ministerio de Economía, Fomento y Reconstrucción, el cual procede a su fijación mediante un Decreto publicado en el Diariocual procede a su fijación, mediante un Decreto publicado en el Diario Oficial.

Precio básico de la energíaPromedio en el tiempo de los costos marginales de energía del sistema eléctrico operando a mínimo costo actualizado de operación y de racionamiento, durante el período de estudio; y

Precio básico de la potencia de puntaCosto marginal anual de incrementar la capacidad instalada del sistema eléctrico considerando la unidades generadoras más económicaseléctrico considerando la unidades generadoras más económicas, determinadas para suministrar potencia adicional durante las horas de demanda máxima anual del sistema eléctrico, incrementado en un porcentaje igual al margen de reserva de potencia teórico del sistemaporcentaje igual al margen de reserva de potencia teórico del sistema eléctrico.

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Para cada una de las subestaciones del sistema eléctrico se calcula un factor de penalización de energía y otro de potencia, que multiplicado por el respectivo precio básico de la energía y potencia de punta, determina el precio de la energía y potencia en la subestación respectiva;

La legislación vigente establece como premisa básica que las tarifas deben representar los costos reales de generación, transmisión y de distribución de electricidad asociados a una operación eficiente, de modo de entregar las señales adecuadas tanto a las empresas como a los consumidores, a objeto de obtener un óptimo desarrollo de los sistemas

lé t ieléctricos.

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Uno de los criterios generales es la libertad de precios en aquellos segmentos donde se observan condiciones de competencia. Así para suministros a usuarios finales cuya potencia conectada es inferior o igual a 2.000 kW, son considerados sectores donde las características del mercado

d li t l l t t l L t bl tá f tson de monopolio natural y por lo tanto, la Ley establece que están afectos la regulación de precios.

Alternativamente para suministros a usuarios finales cuya potenciaAlternativamente, para suministros a usuarios finales cuya potencia conectada superior a 2.000 kW, la Ley dispone la libertad de precios, suponiéndoles capacidad negociadora y la posibilidad de proveerse de electricidad de otras formas tales como la autogeneración o el suministroelectricidad de otras formas, tales como la autogeneración o el suministro directo desde empresas generadores.

Al primer grupo de clientes se denomina cliente regulado y al segundo sep g p g y gdenomina cliente libre, aunque aquellos clientes que posean una potenciaconectada superior a 500 kW pueden elegir a cual régimen adscribirse(libre o regulado).( g )

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Tarifa BT1

Esta es la opción tarifaria más sencilla, ya que sólo se mide la energía consumida. Se necesita para su implementación un medidor simple de energía. Pueden optar a esta tarifa aquellos clientes alimentados en baja t ió t i t d 10 kW ll li ttensión, cuya potencia conectada sea menor a 10 kW y aquellos clientes con potencia superior que instalen un limitador de potencia con la finalidad de cumplir este requisito.

Esta tarifa comprende los siguientes cargos:

Cargo fijo mensualCargo fijo mensual Cargo único por uso del sistema TroncalCargo por Energía Base Cargo por Energía adicional de InviernoCargo por Energía adicional de Invierno

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Cargo fijo mensualCargo fijo mensual Este cargo cubre costos tales como lectura, facturación, reparto y cobranza de las boletas, que no tienen relación con el consumo. Este cargo se aplica incluso si el consumo es nulocargo se aplica incluso si el consumo es nulo.

Cargo único por uso del sistema TroncalEste cargo cubre el costo por el uso de instalaciones del sistema deEste cargo cubre el costo por el uso de instalaciones del sistema de transmisión troncal. Este cargo se obtiene multiplicando los kWh registrados en el medidor durante el período de facturación por su precio unitario expresado en $/kWh.unitario expresado en $/kWh.

Corresponde a un costo en el que incurren las empresas concesionarias de servicio público de distribución por el transporte de energía a través del p p p gsistema de transmisión troncal, el cual es transferido a los consumidores finales.

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Cargo por Energía Base

Para los meses comprendidos entre octubre y marzo, se obtiene multiplicando los kWh registrados por el medidor durante el período de facturación por el precio unitario de la energía base Para los meses defacturación por el precio unitario de la energía base. Para los meses de abril a septiembre este cargo se aplica sólo a los kWh consumidos por debajo del límite de invierno.

Cargo por Energía adicional de Invierno Se aplica en cada mes del período comprendido entre el 1° de abril al 30 de septiembre, a cada kWh adicional consumido que exceda el p , qlímite de invierno. Este cargo se indica en la boleta o factura siempre que el consumo total del mes sea mayor que 430 kWh

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OPCIONES TARIFARIAS BT2 y AT2 Esta opción tarifaria separa los cobros por energía y potencia respectivamente. Para ello requiere de un medidor simple de energía y un dispositivo limitador de potencia que se contrata de acuerdo a sus necesidades y según la disponibilidad de ellos en el mercado.E t ió t if i d l i i tEsta opción tarifaria comprende los siguientes cargos:

Cargo fijo mensual C ú i d l i t T lCargo único por uso del sistema Troncal Cargo por Energía Cargo por potencia contratada

Cargo por potencia contratada Se obtiene multiplicando los kW contratados por su precio unitario, siendo esto facturado todos los meses independiente del consumo El precio unitario delfacturado todos los meses independiente del consumo. El precio unitario del cargo por potencia contratada varía su valor según su grado de utilización en horas de punta. Dependiendo de esto, el consumo puede ser calificado como “Presente en Punta” o “Parcialmente Presente en Punta”.Presente en Punta o Parcialmente Presente en Punta .

Page 372: guia para elaboracion proyectos electricos

Consumo “Presente en Punta” Cuando la potencia contratada es usada manifiestamente durante las horas de punta del sistema eléctrico, independiente si dicha potencia es o no utilizada en el resto de las horas del año, el consumo es calificado como “presente en punta” y se le aplica el precio unitario correspondiente. Se entiende que la potencia contratada está siendo usada manifiestamente durante las horas de punta cuando el cuociente entre la demanda media del cliente en horas de punta y su potencia contratada, es mayor o igual a 0,5.

Consumo “Parcialmente Presente en Punta” C d l t i t t d d i l t d t l h dCuando la potencia contratada es usada parcialmente durante las horas de punta del sistema eléctrico, independiente si dicha potencia es o no utilizada en el resto de las horas del año, el consumo es calificado como “parcialmente presente en punta” y se le aplica el precio unitario correspondiente Sepresente en punta y se le aplica el precio unitario correspondiente. Se entiende que la potencia contratada está siendo usada parcialmente durante las horas de punta cuando el cuociente entre la demanda media del cliente en dichas horas de punta y su potencia contratada es inferior a 0 5en dichas horas de punta y su potencia contratada, es inferior a 0,5.

Page 373: guia para elaboracion proyectos electricos

Nota: No obstante lo anterior, si por lo menos durante 5 días hábiles del mes, en períodos de 60 minutos consecutivos en las horas de punta, elen períodos de 60 minutos consecutivos en las horas de punta, el cuociente entre la potencia media utilizada por el cliente y su potencia contratada supera 0,85, el consumo pasa a calificar como “presente en punta”. p

Si usted es calificado como “presente en punta” y al final del período de contratación de la tarifa (12 meses) su consumo se ha comportado como “parcialmente presente en punta”, podrá solicitar el cambio de modalidad o cambiarse a otra opción tarifaria.

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OPCIONES TARIFARIAS BT3 y AT3

E t ió l b í t i P ll i dEsta opción separa los cobros por energía y potencia. Para ello se requiere de un medidor simple de energía con indicador de demanda máxima. Esta opción tarifaria comprende los siguientes cargos:Cargo fijo mens alCargo fijo mensual Cargo único por uso del sistema Troncal Cargo por EnergíaCargo por demanda máximaCargo por demanda máxima

Cargo por demanda máxima Se calcula multiplicando la demanda máxima de facturación por el precioSe calcula multiplicando la demanda máxima de facturación por el precio unitario correspondiente. Se considera demanda máxima de facturación del mes, la más alta que resulte de comparar la demanda máxima leída en el mes con el promedio de las dos más altas demandas registradasen el mes con el promedio de las dos más altas demandas registradasen aquellos meses que contengan horas de punta dentro de los últimos 12 meses, incluido el mes que se factura.

Page 375: guia para elaboracion proyectos electricos

Nota:

Es importante destacar que la facturación mínima por concepto de p q p pdemanda máxima no debe ser inferior al 40% del mayor valor registrado en los últimos 12 meses.

No obstante lo anterior, si por lo menos durante 5 días hábiles del mes, en períodos de 60 minutos consecutivos en las horas de punta, el cuociente entre la potencia media utilizada por el cliente y su potencia contratada supera 0,85, el consumo pasa a calificar como “presente en punta”.

Page 376: guia para elaboracion proyectos electricos

OPCIONES TARIFARIAS BT4.1 y AT4.1 yEsta opción tarifaria permite registrar en forma diferenciada la demanda en horas de punta y la demanda suministrada. Requiere de un medidor simple de energía.Los cargos que comprende esta opción son:

Cargo fijo mensual Cargo único por uso del sistema Troncal Cargo por Energía Cargo por demanda máxima contratada en horas de punta C d d á i t t dCargo por demanda máxima contratada

Cargo por demanda máxima contratada en horas de punta Este cargo se factura incluso si el consumo de energía es nulo SeEste cargo se factura incluso si el consumo de energía es nulo. Se obtiene multiplicando los kW de potencia contratada en horas de punta, por el precio unitario correspondiente.

Cargo por demanda máxima contratada Se factura aunque no haya consumo de energía y se obtiene multiplicando los kW de potencia contratada en horas fuera de punta pormultiplicando los kW de potencia contratada en horas fuera de punta por el precio unitario correspondiente.

Page 377: guia para elaboracion proyectos electricos

Horas de punta

Se entenderá por horas de punta del Sistema Interconectado Central (SIC) a las informadas en los decretos de fijación de precios de nudo aplicables a los suministros de electricidad a precio regulado para clientes, usuarios o p g p ,consumidores finales, del Ministerio de Economía, Fomento y Reconstrucción, o en aquellos decretos o publicaciones que realice la autoridad para comunicar su modificación. Actualmente el horario de punta definido para el SIC es el p pcomprendido entre las 18:00 y las 23:00 horas de cada día de los meses de abril, mayo, junio, julio, agosto y septiembre.

Page 378: guia para elaboracion proyectos electricos

OPCIONES TARIFARIAS BT4.2 y AT4.2 Esta opción separa los cobros por energía y potencia. Para ello se requiere de un medidor simple de energía con indicador de demanda máxima. Esta opción tarifaria comprende los siguientes cargos:

Cargo fijo mensual Cargo único por uso del sistema Troncal Cargo por EnergíaCargo por Energía Cargo mensual por demanda máxima contratada Cargo mensual por demanda máxima leída en horas de punta

Cargo mensual por demanda máxima leída en horas de punta Se factura como la demanda efectivamente leída del mes, para los meses de abril a septiembre, y como el promedio de las dos más altasmeses de abril a septiembre, y como el promedio de las dos más altas demandas máximas registradas en los meses de horas de punta del período inmediatamente anterior, para los meses de octubre a marzo.

Cargo mensual por demanda máxima contratada

Se factura aunque no haya consumo de energía y se obtiene q y g ymultiplicando los kW de potencia contratada en horas fuera de punta por el precio unitario correspondiente.

Page 379: guia para elaboracion proyectos electricos

OPCIONES TARIFARIAS BT4.3 y AT4.3

Esta opción tarifaria permite registrar en forma diferenciada la demanda en horas de punta y la demanda suministrada. Requiere de un medidor i l d í d bl i di d d d d á isimple de energía con doble indicador de demanda máxima.

Uno de los indicadores registra la más alta demanda suministrada durante las 24 horas mientras que el segundo indicador registra ladurante las 24 horas, mientras que el segundo indicador registra la más alta demanda durante las horas de punta.Los cargos que comprende esta opción son:

Cargo fijo mensual Cargo único por uso del sistema Troncal Cargo por EnergíaCargo por Energía Cargo por demanda máxima suministrada Cargo por demanda máxima leída en horas de punta

Page 380: guia para elaboracion proyectos electricos

Cargo por demanda máxima suministradaCargo por demanda máxima suministrada

Se factura como el promedio de las dos más altas demandas máximas registradas en los últimos 12 meses, incluido el mes demáximas registradas en los últimos 12 meses, incluido el mes de facturación, al precio unitario correspondiente

Cargo por demanda máxima leída en horas de punta g p p

Se factura como la demanda efectivamente leída del mes para los meses comprendidos entre abril y septiembre, y como el promedio de las dos más altas demandas máximas registradas en los meses de horas de punta del período inmediatamente anterior, para los meses comprendidos entre octubre y marzo.

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Recargo por consumo reactivoRecargo por consumo reactivoLas empresas aplicarán mensualmente un cargo determinado en función de la relación de consumo activo y reactivo en el punto de suministro de los clientes conforme el monto y condiciones de aplicación que selos clientes, conforme el monto y condiciones de aplicación que se establecen en el Decreto de precios de nudo que se fije semestralmente, actualmente esta vigente un recargo inferior a 0,93El Recargo se aplicara tanto a la Potencia Activa como a la EnergíaEl Recargo se aplicara tanto a la Potencia Activa como a la Energía.

Recargo por lectura en baja tensión de consumos de clientes de alta tensiónalta tensiónLos consumos correspondientes a clientes de alta tensión podrán ser medidos tanto en alta como en baja tensión. En este último caso, se considerará un recargo por pérdidas de transformación equivalente a un g p p q3,5%, tanto en los cargos de energía como de potencia.

DescuentosAquellos clientes cuyos suministros se efectúen en voltajes de 44 ó 66 KV tendrán una rebaja de las tarifas aplicables en alta tensión igual a 7%. Aquellos cuyo voltaje de suministro sea 110 KV tendrán una rebaja de las tarifas aplicables en alta tensión de 9%.

Page 382: guia para elaboracion proyectos electricos

Determinación de la potencia contratadaDeterminación de la potencia contratada

En las opciones tarifarias que incluyen cargo por potencia contratada, la magnitud de ésta será establecida por el cliente. En este caso la empresamagnitud de ésta será establecida por el cliente. En este caso la empresa distribuidora podrá exigir la instalación de un limitador de potencia que cumpla con las normas técnicas vigentes, el que será de cargo del cliente.

Alternativamente, y con la excepción de la contratación de la demanda máxima de potencia en horas de punta de las tarifas BT4.1 y AT4.1, la potencia contratada se podrá establecer mediante la medición de la demanda máxima con instrumentos apropiados certificados por la Superintendencia, cuando la empresa lo estime conveniente. El costo de la medición será de cargo de la empresa. Cuando la potencia contratada no sea establecida por el cliente y no se mida la demanda máxima, la potencia contratada se determinará como sigue:

A l t i t d l l b d á l d d d l t d lA la potencia conectada en el alumbrado se sumará la demanda del resto de la carga conectada, estimada de acuerdo con la siguiente tabla:

Page 383: guia para elaboracion proyectos electricos

Cada aparato de calefacción se considerará como motor para los efectosCada aparato de calefacción se considerará como motor para los efectosde aplicar esta tabla. Los valores de la demanda máxima que resulten deaplicar esta tabla deberán modificarse, si es necesario, en forma que lademanda máxima estimada no sea en ningún caso menor que la potenciademanda máxima estimada no sea en ningún caso menor que la potenciadel motor o artefacto más grande, o que el 90% de la potencia sumada delos dos motores o artefactos más grandes, o que el 80% de la potenciasumada de los tres motores o artefactos más grandessumada de los tres motores o artefactos más grandes.

Se entenderá como carga conectada en motores y artefactos la potencianominal de placa.nominal de placa.

Page 384: guia para elaboracion proyectos electricos

En las opciones tarifarias horarias BT4.1 y AT4.1, la empresa podrá exigir que el cliente instale un reloj que asegure que el monto deexigir que el cliente instale un reloj que asegure que el monto de potencia contratada en horas de punta no sea sobrepasado en dichas horas.

En el caso de que la potencia contratada no sea establecida por el cliente, no será de cargo de éste el limitador de potencia, en la eventualidad que la empresa lo exijaeventualidad que la empresa lo exija.

Page 385: guia para elaboracion proyectos electricos

SUGERENCIA DE USO DE LAS DIFERENTES TARIFAS

BT-1 :Es conveniente, para clientes que no tienen grandes variaciones en elnivel de consumo de invierno y verano. También, para aquellosconsumos pequeños y medianos que se efectúan en cualquier hora deldia, como son por ejemplo, los consumos residenciales.

Esta tarifa no es conveniente para aquellos consumos queincrementan fuertemente su consumo de invierno con respecto al

( l f ió lé t i ) d bid l f t ióverano (calefacción eléctrica), debido a la mayor facturación quesignifica la aplicación del cargo por energía adicional de invierno durantelos meses de Abril a septiembre.

BT-2 y AT-2 :Es conveniente para clientes que requieren para el funcionamiento desu instalación una potencia casi constante como es el caso de hornossu instalación una potencia casi constante, como es el caso de hornoscerámicos, panaderías e industrias de procesos contínuos. Así también,para los clientes de la tarifa BT- 1 que incrementan en formaconsiderable sus consumos en el período de invierno respecto alconsiderable sus consumos en el período de invierno respecto alverano.

Page 386: guia para elaboracion proyectos electricos

BT-3 y AT-3 :Es conveniente para clientes que tienen variaciones de importancia en la demanda máxima de potencia en el transcurso del año, o de un año a otro.

BT-4 y AT-4 :4.1Aquellos consumos que pueden controlar eluso de la poencia en horas

t t l l f b i t ( M bl i )puntas tales como las fabricas con turnos.( Muebleria)4.2Aquellos clientes que prácticamente no consumen potencia en invierno

i t l l ipero si en verano, tales como el riego4.3Estas tarifas son convenientes, cuando la demanda en horas de punta es inferior al 50% de la demanda de potencia en otras horases inferior al 50% de la demanda de potencia en otras horas.Ahora esta tarifa mal administrada es decir cuando la potencia de punta es igual a la fuera de punta es como tener aplicada una tarifa 3 PP

Page 387: guia para elaboracion proyectos electricos

Equipos de Medición para aplicación tarifaria.

Medición Monofasica Directa BT1 Medidor Activo simple de energia 10(50)A

BT2 Y AT 2 M did A ti i l d i 10(50)ABT2 Y AT 2 Medidor Activo simple de energia 10(50)A

Medición Trifasica Directa BT1 Medidor Activo simple de energia 20(120)ABT1 Medidor Activo simple de energia 20(120)A

Medidor Reactivo Simple de Energia 20(120)A

BT2 Y AT 2 Medidor Activo simple de energia 20(120)ABT2 Y AT 2 Medidor Activo simple de energia 20(120)AMedidor Reactivo Simple de Energia 20(120)A

BT3 AT3 Medidor Activo/Reactivo 1IDM 100 ABT3 AT3 Medidor Activo/Reactivo 1IDM 100 A

BT 4.1 Y AT4.1 Medidor Activo simple de energia 20(120)AMedidor Reactivo Simple de Energia 20(120)AMedidor Reactivo Simple de Energia 20(120)A

BT4.2 Y AT4.2 Medidor Activo/Reactivo 1IDM 100 A

BT4.3 Y AT4.3 Medidor Activo/Reactivo 2IDM (Tarifa Horaria) 100 A

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Medición Trifasica Indirecta

BT2 Y AT 2 Medidor Activo simple de energia 5A 220/380 v 4 HilosBT2 Y AT 2 Medidor Activo simple de energia 5A, 220/380 v 4 HilosMedidor Reactivo Simple de energia 5A, 220/380 v 4 Hilos

BT3 AT3 Medidor Activo/Reactivo 1IDM,5 A, 220/380 v 4 HilosBT 4.1 Y AT4.1 Medidor Activo simple de energia 5 A, 220/380 v 4 Hilos

Medidor Reactivo Simple de Energia 5 A, 220/380 v 4 HilosBT4.2 Y AT4.2 Medidor Activo/Reactivo 1IDM, 5 A, 220/380 v 4 HilosBT4.3 Medidor Activo/Reactivo 2IDM (Tarifa Horaria) 5 A, 220/380 v 4 HilosAT4 3 Medidor Activo/Reactivo 2IDM (Tarifa Horaria) 5 AAT4.3 Medidor Activo/Reactivo 2IDM (Tarifa Horaria) 5 A

Todos los equipos de medida indirecto deben llevar un block de pruebas q p pde tres elementos

Page 389: guia para elaboracion proyectos electricos

Medición Directa

Page 390: guia para elaboracion proyectos electricos

Medición con TTCC de medida

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Page 392: guia para elaboracion proyectos electricos

Medición con equipo compacto de medidade medida

Page 393: guia para elaboracion proyectos electricos

VALORES DE CORTOCIRCUITO EN CUALQUIER PUNTO DE LA INSTALACIÓNINSTALACIÓN

Este método, se puede determinar el valor de un cortocircuito en cualquier punto de la instalación totalizando las resistencias y las q p yreactancias de bucle de falla desde la fuente hasta el punto en cuestión y calculando la impedancia equivalente.Los valores de cortocircuito se calculan entonces aplicando la ley de yOhm Formula general):

××=

××=

VomcVomcIcc∑ ∑+

==22 XRZcc

Icc

c: factor de tensión tomado igual a 0,95 para los cortocircuitos mínimos y a 1,05 para los cortocircuitos máximos.m: factor de carga, tomado igual a 1,05g gVo: tensión de la instalación entre fase y neutro, en VZCC: impedancia total del bucle de falla en el punto considerado. Es la suma vectorial de las resistencias y reactancias que componen el bucle.

Page 394: guia para elaboracion proyectos electricos

Método de composiciónMétodo de composición

Este método es una aproximación simplificada. Conociendo la corriente del cortocircuito trifásico en el origen de la instalación (véase el párrafo anterior), cortocircuito trifásico en el origen de la instalación (véase el párrafo anterior), permite evaluar la corriente de cortocircuito presumible Icc3 en el extremo de una canalización de longitud y sección dadas.

Este método se aplica a instalaciones cuya potencia no sobrepasa los 800 kVA.La corriente máxima de cortocircuito en cualquier punto de la instalación se determina mediante el cuadro de la página siguiente, partiendo:

Del valor de cortocircuito presumible en el interruptor principal de la instalación

De la longitud de la línea

De la naturaleza y sección de los conductores.

Page 395: guia para elaboracion proyectos electricos

EJEMPLOEJEMPLO

Page 396: guia para elaboracion proyectos electricos

COMPENSACIÓN DEL FACTOR DE POTENCIA

Las pérdidas que se producen con la red son proporcionales a la corriente (potencia aparente) mientras que el consumo se mide en potencia activa.

Si solo se aplica tarifa por potencia activa un usuario de potencia reactiva no debería pagar consumo, pero produce pérdidas en la red que afectan a la economía global, por otra parte la red estará dimensionada para satisfacer la

id d d inecesidad de este usuario.

Es justo entonces que la tarifa castigue este efecto, y por tal motivo se agregan té i tá li d l f t d t i bli d h i dtérminos que están ligados al factor de potencia obligando, o haciendo conveniente, que el usuario lo mejore al máximo posible.La compensación del factor de potencia puede ser realizada con capacitores o con motores (o compensadores) sincrónicos.

En general es más económica la primera solución particularmente en bajas y medias tensiones.

La compensación se hace en lugares próximos a las máquinas utilizadoras.L t f d l lí d j l f t d t i lLos transformadores y las líneas desmejoran el factor de potencia por lo que a medida que se va alejando del usuario son necesarias nuevas compensaciones.

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¿Cómo se determina la Potencia Capacitiva Faltante (Compensación)? Para determinar la Potencia Capacitiva Faltante (Q faltante) para compensar el Factor de Potencia a valores requeridos por la Distribuidora, se debe proceder de la siguientemanera: 1) Medir el Coseno ϕ instantáneo.ϕ 2) Medir la Corriente por fase del circuito. 3) Calcular la máxima Potencia Activa del suministro. 4) Calcular la Tangente ϕ actual (se calcula con el valor de Coseno ϕ instantáneo medido).

5) Calcular la Potencia Capacitiva necesaria o faltante. [kVAr faltantes] Q faltante = (tg ϕ actual – tg ϕ deseada) x PQ faltante = (tg ϕ actual tg ϕ deseada) x P

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Ejemplo:j p Se tomaron las mediciones de un suministro trifásico en el horario pico, arrojando lossiguientes valores: g Cos ϕ instantáneo: 0,72 Tg ϕ actual: 0,964 g ϕ , Tg ϕ deseada: 0,328 (Cos ϕ equivalente = 0,95) Corriente máxima: 85 Amperes Tensión de Suministro: 380 VTensión de Suministro: 380 V Q faltantes = (0,964 – 0,328) x 40,3 kW = Q faltantes = 25 [kVAr faltantes] (aproximadamente) Por lo tanto se deberá instalar una batería de capacitores equivalentes a 25 [kVAr] parap q pcompensar el Factor de Potencia y llevarlo a un valor mínimo de Cos ϕ = 0,95.

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También como datos usuales al analizar la facturación de consumos de unTambién como datos usuales al analizar la facturación de consumos de un servicio podemos aplicar la siguiente ecuación:

⎞⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= −

KWhKVArhCosCos exist

1tanφ⎠⎝ ⎠⎝

22 )()( kVArkWhKWhCos act

+=φ

Con esto determinamos a que factor de potencia lo deseamos llevar

)()( kVArkWh +

q pmultiplicando el factor indicado en la tabla por la potencia activa y con elloobtenemos el capacitor necesario para mejorar el factor de Potencia de lainstalación.

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C t Bá i b P t TiConceptos Básicos sobre Puesta a Tierra

Es una de las medidas complementariaspara protección contra tensiones decontacto peligrosas en los sistemas decontacto peligrosas en los sistemas deprotección clase B (por contacto indirecto),indicadas por la Norma

Obj tiObjetivos:- proporcionar seguridad a las personas frente a circulación de corrientes por el terreno

- restringir sobre voltajes en equipos a niveles tolerables por su aislamiento

-otras

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DefinicionesDefiniciones ...

• Instalación de tierra ( Puesta a tierra )Instalación de tierra ( Puesta a tierra )- de servicio- de protecciónde protección

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4.1.32.- TIERRAS

4.1.32.1.- Tierra de referencia: Electrodo de tierra usado para efectos de medición o comparación, instalado en una zona del suelo, en particular de su superficie, lo

fi i t t l j d d l l t d d ti di d l t dsuficientemente alejada del electrodo de tierra a medir o del punto de comparación, como para que no se presenten diferencias de potencial entredistintos puntos de ella. Ver figura 1.

4.1.32.2.- Tierra, electrodos de: Son conductores desnudos, enterrados, cuya finalidad es establecer contacto eléctrico con el suelo.

4.1.32.3.- Tierra, línea de: Conductor que une el electrodo de tierra con el punto de la instalación eléctrica que se quiere poner a tierra.

4.1.32.4.- Tierra, poner a: Consiste en unir un punto del circuito de servicio o la masa de algún equipo con el suelo.

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4.1.32.5.- Tierra, puesta a: Conjunto de electrodos y líneas de tierra cuya finalidad es establecer el contacto eléctrico con el suelo.

4.1.32.6.- Tierra, resistencia de puesta a: Valor de resistencia eléctrica medido entre un electrodo de tierra y una tierra de referencia, más la resistencia eléctrica de la línea de tierrade la línea de tierra.

4.1.32.7.- Tierra, resistividad específica de: Es la resistencia eléctrica específica del suelo en consideración; usualmente se representa como la resistencia de undel suelo en consideración; usualmente se representa como la resistencia de un cubo de arista unitaria, medida entre dos caras opuestas de él. En el sistema internacional de unidades su unidad será el Ohm*m2/m = Ohm*m.

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10 PUESTAS A TIERRA10.- PUESTAS A TIERRA

10.0.- CONCEPTOS GENERALES

10.0.1 En una instalación podrá existir una puesta a tierra de servicio y una puestaa tierra de protección.

10.0.2.- Se entenderá por tierra de servicio la puesta a tierra de un punto de laalimentación, en particular el neutro del empalme en caso de instalacionesconectadas en BT o el neutro del transformador que alimente la instalación en casoqde empalmes en media o alta tensión, alimentados con transformadoresmonofásicos o trifásicos con su secundario conectado en estrella.

10.0.3.- Se entenderá por tierra de protección a la puesta a tierra de toda piezaconductora que no forma parte del circuito activo, pero que en condiciones de fallapuede quedar energizada. Su finalidad es proteger a las personas contra tensionesde contacto peligrosas.

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10.1.- TIERRA DE SERVICIO

10.1.1.- El conductor neutro de cada instalación de consumo deberá conectarse a una puesta a tierra de servicio.una puesta a tierra de servicio.

10.1.2.- La puesta a tierra de servicio se efectuará en un punto lo más próximo posible al empalme, preferentemente en el punto de unión de la acometida con la instalacióninstalación.

10.1.3.- En el conductor neutro de la instalación no se deberá colocar protecciones ni interruptores, excepto que éstos actúen simultáneamente sobre los conductores activos y el neutro.

10.1.4.- La sección del conductor de puesta a tierra de servicio se fijará de acuerdo a la tabla Nº 10 21acuerdo a la tabla N 10.21.

10.1.5.- El conductor de puesta a tierra de servicio tendrá aislación de color blanco, de acuerdo al código de colores establecido en el párrafo 8.0.4.15.

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10.1.6.- En instalaciones de consumo conectadas a la red de media tensión através de transformadores, se deberá tener puestas a tierra de servicio quecumplan con las siguientes condiciones:

10 1 6 1 - La tierra de servicio se diseñará de modo tal que en caso de10.1.6.1.- La tierra de servicio se diseñará de modo tal que, en caso decirculación de una corriente de falla permanente, la tensión de cualquierconductor activo con respecto a tierra no sobrepase los 250 V.

10.1.6.2.- El conductor neutro se pondrá a tierra en la proximidad de lasubestación y en distintos puntos de la red de distribución interna en BT, adistancias no superiores a 200 m y en los extremos de líneas, cuando laslí d di t ib ió d di h l it dlíneas de distribución excedan dicha longitud.

La resistencia combinada de todas las puestas a tierra resultantes de laaplicación de esta exigencia no deberá exceder de 5 Ohm.p g

10.1.6.3.- En general, se usará la puesta a tierra de protección de MT en lasubestación como puesta a tierra de servicio. En condiciones especiales,determinadas por los requerimientos de un proyecto en particular se podrádeterminadas por los requerimientos de un proyecto en particular, se podráseparar la tierra de servicio de BT de la tierra de protección de MT. Estacondición deberá quedar claramente establecida y justificada en el proyecto.

NA.- Esta disposición primará sobre cualquier disposición en contrario queaparezca en la Norma vigente NSEC 20 En 78. Subestaciones Interiores

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10.1.7.- La sección mínima del conductor de puesta a tierra de servicio será de21 mm2, si se usa conductor de cobre.

10.1.8.- Si dentro de las zona servida por la red interna de distribuciónconsiderada en 10.1.6 existen redes metálicas de tuberías de agua, serecomienda evitar la unión del neutro de la red con dichas tuberías Esta uniónrecomienda evitar la unión del neutro de la red con dichas tuberías. Esta uniónsólo será aceptable en caso que exista una dificultad física que imposibilite laseparación y se deberán adoptar las medidas necesarias para evitar que travésde estas tuberías se transfieran potenciales peligrosos.de estas tuberías se transfieran potenciales peligrosos.

10.2.- TIERRA DE PROTECCIÓN

10.2.1.- Toda pieza conductora que pertenezca a la instalación eléctrica o formeparte de un equipo eléctrico y que no sea parte integrante del circuito, podráconectarse a una puesta a tierra de protección para evitar tensiones de contactopeligrosas.

10.2.2.- La puesta a tierra de protección se diseñará de modo de evitar lapermanencia de tensiones de contacto en las piezas conductoras señaladas enpermanencia de tensiones de contacto en las piezas conductoras señaladas en

10.2.1, superiores al valor de tensión de seguridad prescrito en 9.0.6.3.

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10.2.3.- La protección ofrecida por una tierra se logrará mediante una puesta p p g pa tierra individual por cada equipo protegido, o bien, mediante una puesta a tierra común y un conductor de protección al cual se conectarán los equipos protegidos. Ver hoja de norma Nº 15.

10.2.4.- La resistencia de cada puesta a tierra de protección en cualquiera de las dos soluciones no deberá ser superior a:

Donde VS es la tensión de seguridad de acuerdo a 9.0.6.3, e IO es la corriente g ,de operación de la protección del circuito o del equipo protegido por la puesta a tierra, IO=K*IN; siendo IN la corriente nominal de la protección considerada y K una constante determinada de la tabla Nº 10.22.

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10.2.7.- El conductor de tierra de protección deberá cumplir el código de l i di d 8 0 4 1 ió fij á d d l bl Nºcolores indicado en 8.0.4.15 y su sección se fijará de acuerdo a la tabla Nº

10.23.

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9.2.7.4.- Neutralización. Este sistemaconsiste en unir las masas de la instalaciónal conductor neutro, de forma tal que lasfallas francas de aislación se transformenen un cortocircuito fase-neutro, provocandola operación de los aparatos de proteccióndel circuito. Ver hoja de norma Nº 14.En la implementación de este sistema sepueden adoptar dos modalidades:La conexión directa de las carcazas al

t d l i t l ió fi 1 d h j dneutro de la instalación, figura 1 de hoja denorma Nº 14, oLa conexión de las carcazas a un conductorde protección asociado al neutro de lade protección asociado al neutro de lainstalación, figura 2 de hoja de norma Nº14. Sin embargo, para los fines deaplicación de esta Norma sólo seaplicación de esta Norma sólo seconsiderará aceptable la Neutralización conun conductor de protección asociado alneutroneutro.

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• Para utilizar este sistema de protección deben cumplirse las siguientes condiciones:La red de distrib ción deberá c mplir lo establecido en• La red de distribución deberá cumplir lo establecido en 10.1.6.

• Los dispositivos de protección deberán ser disyuntores o fusibles.

• La corriente de falla estimada en el punto será de una it d t l l ió d lmagnitud tal que asegure la operación de las

protecciones en un tiempo no superior a 5 segundos.

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ACEPTADO EN CHILE

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Grupos portátiles para instalaciones temporales

Grupos móviles para instalaciones temporales

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Grupos móviles para instalaciones fijasGrupos móviles para instalaciones fijas

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Grupos fijos para instalaciones fijas

Si el grupo constituye una fuente de sustitución, deberá utilizar el mismo régimen de neutro que la fuente normal.Se comprobarán las condiciones de protección contra contactos indirectos y de activación para los cortocircuitos mínimos, así como para los presuntos cortocircuitos en régimen TN o IT.

N tNotas:Si el grupo constituye una fuente de alimentación de seguridad, el esquema utilizado deberá ser el IT.

En los regímenes TN o IT, la protección contra contactos indirectos puede no estar garantizada (valor de Icc demasiado bajo).

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OBJETIVOS DE UN SISTEMA DE PUESTA A TIERRAOBJETIVOS DE UN SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

Evitar diferencias de potencial peligrosos para las personas que trabajan oTransitan en las instalaciones, particularmente en condiciones de falla, potenciales que pueden aparecer en el piso o entre partes metalicas y éste.

T bié l t b j t ió d i t l ió d d tidTambién las partes bajo tensión de una instalación pueden quedar sometidasA potenciales peligrosos que ocasionan fallas de aislación, con el consiguienteriesgo para las personas.

Contribuir a establecer valores de tensión adecuadamente bajos entre las fasessanas y tierra, durante fallas residuales en los SEP. Las tensiones entre las fases no comprometidas y tierra al ocurrir un cortocircuito monofásico ofases no comprometidas y tierra al ocurrir un cortocircuito monofásico o bifasico a tierra, dependen de la efectividad del sistema de puesta a tierra del sistema.

Esta efectividad es función de los valores relativos de las impedancias de secuencia y del valor de la resistencia de la puesta a tierra, la magnitud de esta tensiones influye en el dimensionamiento de la aislación.y

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OBJETIVOS DE UN SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

Proporcionar una via de baja impedancia para la operación correcta de las Protecciones tales como fusibles y reles de sobrecorriente. Para reles de distanciayde admitancia pueden ocurrir que la combinación de la impedancia del tramo delinea fallada y la resistencia de PT alta de un poste o estructura de lugar a lo no operación de la tercera zona del rele. Por esto es recomendable el uso de protecciones de distancia tipo reactancia.

Conducir a tierra en forma eficiente las corrientes provenientes de descargas Atmosféricas, limitando las diferencias de potencial que pudiera producirse en La instalación. Una descarga atmosferica que incide sobre una estructura puede d l i h i d d f d i ddar lugar a un arco inverso hacia uno o mas conductores de fase, produciendoseIonización del aire, manteniendo despues el arco por la tension de fase. AntenasDe comunicaciones, techos y estructuras metalicas ubicadas en zonas de alto nivel C ú i d b t f ti t tiCeraúnico deben conectarse efectivamente a tierra.

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OBJETIVOS DE UN SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

JUSTIFICACIONJUSTIFICACION

Es tan grande la masa del globo terráqueo que su potencial se mantieneprácticamente invariable cualquiera sea la entidad de las cargas que sele apliquen. En esta característica se basa el principio de la puesta atierra.

DEFINICION

Es el conjunto de elementos (electrodos) que proporcionan un contactoeléctrico conductivo entre el medio en que se haya inmerso (terreno engeneral) y las instalaciones, los equipos, las estructuras metálicas, etc.,g ) y q pque se encuentran fuera de este medio.

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OBJETIVOS DE UN S P TOBJETIVOS DE UN S.P.T.

Evitar voltajes peligrosos entre estructuras, equipos (en generalelementos expuestos) y el terreno, durante fallas o condicionesnormales de operación

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OBJETIVOS DE UN S P TOBJETIVOS DE UN S.P.T.

Proporcionar una vía de baja impedancia de falla, lo más económicaposible, a un sistema para lograr la operación rápida de los sistemasde protección

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OBJETIVOS DE UN S.P.T.

Conducir a tierra las descargas provenientesde descargas atmosféricas, limitando los

lt j d id i t l i lé t ivoltajes producidos en instalaciones eléctricas(líneas de Transmisión de potencia, decomunicaciones, etc.) y evitando la producciónde efectos secundarios tales como arcos queconduzcan a la desconexión de circuitos. Eneste punto, el problema de puesta a tierra esp , p pun problema de protección contrasobretensiones.

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OBJETIVOS DE UN S.P.T.

Servir como conductor de retorno a ciertas instalaciones, equipos oconsumos, tales como:

Puesta a tierra del neutro de instalaciones de distribución

Enrollados de transformadores de potencial

Circuitos de telefonía por onda portadoraCircuitos de telefonía por onda portadora

Instalaciones de tracción eléctrica.

Protección catódica

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Transmisión de potencia en CC

Sistemas computacionales

Sistema de retorno en transmisión monofásica

Tierra de protección, mallas equipotenciales

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REQUISITOS DE UNA PUESTA A TIERRA

Estos se agrupan en requisitos de proyecto que establecen las característicasEstos se agrupan en requisitos de proyecto que establecen las características generales de la PT, para que cumpla con los objetivos fundamentales perseguidos; requisitos de diseño que contempla las características que deben cumplir los elementos constituyentes de la PT para que sea efectiva duradera ycumplir los elementos constituyentes de la PT, para que sea efectiva, duradera, y soporte las solicitaciones máximas a que puede verse sometida

REQUISITOS DE PROYECTOREQUISITOS DE PROYECTO

•Obtener como máximo un cierto valor preestablecido de la RT.

•Obtener como máximo un cierto valor preestablecido de la Impedancia alImpulso de la PT.

•Dimensionar la PT de modo de cumplir con el objetivo de seguridad para lasPersonas.

•Considerar las acciones necesarias para evitar riesgo de daños a los equipos.

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REQUISITOS DE DISEÑO

Los diferentes elementos constituyentes de las PT deberán poder conducir las Corrientes residuales durante el máximo tiempo posible sin sobrecalentarCorrientes residuales, durante el máximo tiempo posible, sin sobrecalentar sus partes.

Los elementos constituyentes de la PT deberán soportar sin deterioro los esfuerzosMecánicos a que puedan quedar sometidos durante las faenas de su construcciónMecánicos a que puedan quedar sometidos durante las faenas de su construcciónU otras faenas contemporáneas.

Debe ser resistente al eventual ataque corrosivo del terreno y atmosferaDebe ser resistente al eventual ataque corrosivo del terreno y atmosfera.

No se usaran en la PT materiales que pudieran producir una corrosión galvánicaEntre otros elementos metálicos enterrados e interconectados con la PT, tales ,Como tuberías, bases de estructura, anclajes de estructuras ( Tirantes).

Deberan dimensionarse y /o protegerse los conductores de conexión a la PT deL t t d d i iLa temperatura que puedan adquirir.

En Zonas de emanaciones gaseosos inflamable deberán evitarse posibles arcosEléctricos entre partes metálicas y el terreno.

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ELEVACIONES DE POTENCIAL DE UNA PT

En condiciones normales de operación de una instalación conectada a tierrra, circula hacia ésta sólo corrientes de pequeña magnitud, que se deben a generalmente a desequilibrio de las corrientes de las fases a la presencia degeneralmente a desequilibrio de las corrientes de las fases, a la presencia de corrientes armonicas de 3 orden de los Transformadores, al desequilibrio en el acoplamiento electromagnético sobre los cables de guardia que llegan a la subestación Éstan corrientes dan origen a pequeñas elevaciones de potencial desubestación. Éstan corrientes dan origen a pequeñas elevaciones de potencial de la PT con respecto a tierra remota, valores que son del orden de algunos Volts y que no significan riesgos para las personas que trabajan en la instalación.

Pero frente a un cortocircuito a tierra de una instalación o en el sistema de transmisión asociado, corrientes residuales de valores altos circulan hacia la tierra remota, dando lugar a elevaciones importantes de potencial de la PTe ota, da do uga a e e ac o es po ta tes de pote c a de a

El valor del potencial de la PT Vo, es practicamente constante en todos los puntos de ésta y esta dado por:y p

Vo= Ir * Ro

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Donde Ir, es la corriente residual dispersada por la puesta a tierra y R, laresistencia de la puesta a tierra.

Durante el Cortocircuito se inducen en cualquier punto del terreno, enparticular en la superficie de éste, potenciales de valor absoluto inferiores aVo. Estos potenciales inducidos varían de un punto a otro en la superficiep p pdel terreno, dando lugar a personas ubicadas dentro o en los contornos de lapuesta a tierra. También se presentan diferencias de potencial entre lasestructuras y cuerpos metálicos ubicados sobre la superficie del terreno, quese encuentran conectados a la puesta a tierra y puntos de la superficie delp y p pterreno, ver figura

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El valor de elevación del potencial de una puesta a tierra y las consecuentes El valor de elevación del potencial de una puesta a tierra y las consecuentes diferencias de potencial proporcionales, son función de dos variables:diferencias de potencial proporcionales, son función de dos variables:

La corriente residual dispersada por la puesta a tierra y La corriente residual dispersada por la puesta a tierra y

La resistencia de PT.La resistencia de PT.

La primera de ellas, en la mayoría de los casos es incontrolable y depende de La primera de ellas, en la mayoría de los casos es incontrolable y depende de a p e a de e as, e a ayo a de os casos es co t o ab e y depe de dea p e a de e as, e a ayo a de os casos es co t o ab e y depe de dela magnitud del sistema de transmisión y de la instalación, en algunas la magnitud del sistema de transmisión y de la instalación, en algunas situaciones particulares ésta se limita con resistencias o reactores de puesta a situaciones particulares ésta se limita con resistencias o reactores de puesta a tierra. tierra.

La segunda variable pueden en algunos casos variarse a voluntad dentro de La segunda variable pueden en algunos casos variarse a voluntad dentro de límites técnicolímites técnico--económicos razonableseconómicos razonables

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Efectos de la electricidad en el cuerpo humanoEfectos de la electricidad en el cuerpo humano.

El cuerpo humano al ser atravesado por la corriente eléctrica, se comportaEl cuerpo humano al ser atravesado por la corriente eléctrica, se comporta como un conductor siguiendo la ley de Ohm. Donde: La Intensidad es igual a la Diferencia de potencial / Resistencia. Los factores mas importantes que determinan los efectos del paso de la p q pelectricidad a través de una persona son:

• Intensidad.

• Resistencia.

• Frecuencia.

• Tiempo de contacto.

• Recorrido de la corriente a través del cuerpo.

Tensión• Tensión.

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– Intensidad: la intensidad que pasa por el cuerpo humano, unida al i d i l ió l d i d l d d ltiempo de circulación, es la causa determinante de la gravedad en el

circuito eléctrico. Esta comprobado que las siguientes intensidades provocan:

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– Resistencia: La intensidad que circule por el cuerpo humano a causa de un contacto accidental, dependerá única y exclusivamente de la resistencia que se ofrezca al paso de la corriente, siendo esta resistencia la suma de:

- Resistencia del punto de contacto (piel).

- Resistencia de los tejidos internos que atraviese la corriente.

- Resistencia de la zona de salida de la corriente.

El punto de contacto con la fuente de tensión es siempre la piel, y su resistencia puede variar entre 100 ohmios para piel fina y húmeda y 1.000.000 ohmios en piel rugosa y seca tejidos internos 500 ohmiosohmios en piel rugosa y seca, tejidos internos 500 ohmios.

En la mayoría de los casos, la zona de salida de la corriente son los pies, así a ayo a de os casos, a o a de sa da de a co e te so os p es, asque la resistencia dependerá también del tipo de calzado y del material del que este fabricado el suelo.

Page 447: guia para elaboracion proyectos electricos

– Tiempo de contacto: este es otro de los factores que más influirán en losTiempo de contacto: este es otro de los factores que más influirán en los daños que sufra la persona afectada. Para una frecuencia industrial (50/60 Hz) se distinguen las siguientes curvas de seguridad.

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Hay una formula que puede usarse para calcular la cantidad de corriente que pasa a través del cuerpo y es la siguiente:

I = K/t

En donde:En donde:

K = es una constante para hombres y mujeres y sus valores son los siguientes:g

K = 0.116 para mujeres (50Kg)

K = 0.157 para hombres (70Kg)

t = tiempo en segundos

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Basados en estudios se ha logrado llegar a una expresión que nos permiteBasados en estudios, se ha logrado llegar a una expresión que nos permite determinar el valor máximo de la corriente por el cuerpo humano, en base a Que la persona estaría expuesta al efecto de contacto fortuito.

tICH

165.0=

En donde se tiene: 0,165 : Constante de Danziel y LeeRaiz de t : Tiempo de circulación de la corriente por el cuerpo.

t

Conforme a último estudios, la constante se ha cambiado a un nuevo valor,quedando por lo tanto, la expresión:

tICH

116.0=

En cuanto al valor medio de la resistencia del cuerpo humano, éste tiene diferentes valores según las normas que las definen, siendo por ejemplo:

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Norma VDE de Alemania : 3000 Ohms

Norma UTE de Francia : 2500 Ohms

Norma AIEE de EEUU : 1000 Ohms

Las normas Chilenas recomiendan tomar los siguientes valores:

Para Contacto en AT : 1000 Ohms

Norma AIEE de EEUU : 1000 Ohms

Para Contacto en AT : 1000 OhmsPara Contacto en BT : 3000 Ohms

Para Contacto en BT según Nch-4/2003 : 2000 OhmsPara Contacto en BT según Nch 4/2003 : 2000 OhmsPor Ultimo, tenemos la variable de la tensión, que siendo causal de que por el cuerpo humano circule una determinada corriente, nuestras normas han Definido como voltajes máximos que no se deben exceder a los siguientes valores:Definido como voltajes máximos que no se deben exceder a los siguientes valores:

Para ambientes secos : 50 Volts

Para ambientes Húmedos : 24 Volts

E t l li bl i t d t ió á i d 400 V ltEstos valores son aplicables en sistemas de una tensión máxima de 400 Volts.

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VOLTAJES TOLERABLES POR EL CUERPO HUMANO

Vm 116=

Máximo Voltaje entre las Manos

t

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Naturaleza del Terreno

L t b l l d t f ió dLos terrenos son buenos, regulares o malos conductores en función de su naturaleza, el conocimiento de esta, es el primer paso para la implantación de una adecuada puesta a tierra No e iste na clasificación perfectamente definida de terrenos por lo q eNo existe una clasificación perfectamente definida de terrenos, por lo que hay que limitarse a señalarlos en forma general.

En todo caso, un sistema de puesta a tierra que es completamente adecuado para un tipo de suelo puede no ser adecuado para otro tipo deadecuado para un tipo de suelo, puede no ser adecuado para otro tipo de terreno.

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La resistividad del terreno es de importancia decisiva en el diseño de una i l ú i f d l i d dipuesta a tierra y la única forma de conocerla con exactitud es mediante

medidas directas de campo. Se considera al terreno formado por capas o estratos homogéneos, de resistividad uniforme y espesor fijo.

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Contenido de Humedad del Terreno

El agua que contiene el terreno, su estado higrométrico, influye en forma apreciable sobre la resistividad. Siempre que se añada agua a un terreno, disminuye su resistividad respecto a la que tendría en seco. , y p qSe dice que un terreno está “saturado de agua” cuando todos sus intersticios están llenos de agua. Una vez pasada la causa de la saturación, el agua contenida en los espacios entre los diferentes g pagregados, debido a la gravedad, se dirigirá hacia abajo quedando estos ínter espacios ocupados por aire en el interior de los agregados, al ser superior la fuerza de la capilaridad que la gravedad. El agua contenida en ellos no se mueve y, en estas circunstancias, se dice que el terreno está “saturado de humedad”.

P f d l ió l d l fi i d lPor efecto de la evaporación natural de la superficie del terreno, se produce un empobrecimiento del agua contenida en los agregados, fenómeno que se propaga lentamente

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desde la superficie hacia los estratos más profundos. Este fenómeno tiene más importancia cuanto más seco sea el clima del lugar y cuanto más superficial es la ubicación de la puesta a tierrala ubicación de la puesta a tierra.

El agua disocia las sales en iones y cationes que se encargan de transportar los electrones por el terreno Para comprender este fenómeno sólo tenemos queelectrones por el terreno. Para comprender este fenómeno sólo tenemos que recordar el comportamiento eléctrico del agua. El agua destilada es aislante y aunque introduzcamos unos electrodos en el interior de un recipiente conectados a una batería, no circulará energía eléctrica a través de ella. Si alconectados a una batería, no circulará energía eléctrica a través de ella. Si al agua le añadimos compuestos salinos, por ejemplo, cloruro de sodio o sal común, comenzará a circular electricidad y a medida que añadamos más sal, circulara más electricidad; esto es debido a que los electrones se desplazan por ; q p pel agua gracias a los iones disociados.

En los lugares de lluvias estacionales hay que tener muy presente estos fenómenos, debido a que en la época de lluvias el terreno presenta una resistividad muy baja, mientras que en la época seca, la resistividad es muy alta.

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Temperatura del TerrenoTemperatura del Terreno Las características térmicas del terreno dependen de su composición, grado de compactación y grado de humedad. La tierra fundamentalmente puede encontrarse en tres condicionesLa tierra fundamentalmente puede encontrarse en tres condiciones características invariables: seca, húmeda y congelada. Los casos más desfavorables son: - totalmente secatotalmente seca - totalmente congelada.

La tierra seca es un aislador excelente; al aire y al sol, las capas de arena a t e a seca es u a s ado e ce e te; a a e y a so , as capas de a e aseca de la superficie se acercan mucho a la condición de buen aislador. En general, el grosor de tales capas secas no es muy grande, alcanzan solo entre 10 y 20 centímetros. y

La escarcha tiene una penetración más profunda, entre 50 y 100 centímetros o más según el estrato, por lo cual, las tomas a tierra deben ser a mayor profundidad dado que el grado de humedad, tal como sabemos, es un factor esencial en la conductividad del suelo.

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Concentración de SalesConcentración de Sales Como es sabido, la cantidad de agua presente en el suelo es un factor determinante en la resistividad del mismo; y la del agua, está determinada por la cantidad de sales disueltas en ella. po a ca dad de sa es d sue as e e aAl existir una mayor concentración de sal en el suelo, este mejora su conductividad. En forma general entonces, se podría establecer que a mayor contenido de sal en el terreno, mejor conductor éste es. j

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Compactación del TerrenoCompactación del Terreno Una mayor compactación del suelo disminuye la distancia entre las partículas que lo conforman, logrando así, una mejor conducción a través del líquido contenido en éste. de qu do co e do e és eEl suelo al estar compuesto de partículas más pequeñas (menor granulometría), son más compactos, densos y osmóticos, en la mayoría de los casos. Al retener la humedad por periodos largos de tiempo, los suelos p p g ppor lo general, presentan una resistividad casi uniforme, independiente de las temporadas de lluvia y sequía.

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-Tabla de resistividad dependiendo del terreno.

Una forma de comenzar a intuir que valores de resistividad va a tener unUna forma de comenzar a intuir que valores de resistividad va a tener un determinado suelo sin necesidad de medirlo directamente es usar tablas que dan valores aproximados de esta resistividad en función de la clase de naturaleza que lo constituyenaturaleza que lo constituye.

Tal como hemos visto, la resistividad de los suelos depende de múltiples , p pfactores, razón por la cual, ésta debe medirse para determinar en una zona dada, el lugar más apropiado para la puesta a tierra, y determinar la configuración del sistema de tierra, más favorable para el emplazamiento elegido. El método actualmente utilizado para medir la resistividad del terreno es el de los “cuatro electrodos” en sus dos configuraciones: WENNER y SCHLUMBERGER. En general, este método consiste en inyectar una corriente al terreno mediante un par de electrodos, y medir la diferencia de potencial que se

d l t dproduce en los otros dos.

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CONFIGURACIÓN DE WENNER

En esta configuración, los cuatro electrodos ubicados sobre una línea recta, están separados a una misma distancia “A” entre ellos.están separados a una misma distancia A entre ellos.

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Si el valor V sobre I calculado o medido directamente con un instrumento seSi el valor V sobre I calculado o medido directamente con un instrumento se designa como “R” (tiene la dimensión de una resistencia pero carece de sentido físico real), se tiene finalmente que:

Donde:

ρAW : Resistividad aparente del terreno en un punto específico (Ω-m)ρAW : Resistividad aparente del terreno en un punto específico (Ω m).

R : Valor de la resistencia indicada por el instrumento de medición (Ω).

A : Separación utilizada entre electrodos de medición (m).

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En esta configuración, los dos electrodos de potencial se disponen simétricamente con respecto al centro de medición elegido a una distancia

CONFIGURACIÓN SCHLUMBERGER

simétricamente con respecto al centro de medición elegido, a una distancia de separación como mínimo 1 , 2 ó 3 metros. Los electrodos de corriente se ubican también simétricamente con respecto al centro de medición y a una distancia de él variable Durante la serie de medidas los electrodos dedistancia de él, variable. Durante la serie de medidas, los electrodos de potencial permanecen fijos, trasladándose sólo los de corriente.

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Reemplazando las igualdades anteriores en la ecuación fundamental para la di ió d l i i id d di l é d d l l dmedición de la resistividad, mediante el método de los cuatro electrodos, se

resuelve que:

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Donde: ρSH : Resistividad aparente del terreno en un punto específico (Ω-m).ρSH : Resistividad aparente del terreno en un punto específico (Ω m).

R : Valor de la resistencia indicada por el instrumento de medición (Ω).

n : Variable auxiliar de calculo.

L : Separación utilizada entre electrodos de corriente y el centro de la p ymedición (m).

a : Separación utilizada entre electrodos de potencial (m).

Separación de los Electrodos de Medida

ó óPara la separación “A” de los electrodos en la configuración de Wenner o la distancia “L” entre el centro de medición y los electrodos de corriente en la configuración de Schlumberger, se utiliza normalmente la siguiente secuencia

ten metros:

0,6 – 0,8 – 1,0 – 1,6 – 2,0 – 2,5 – 3,0 – 4,0 – 5,0 – 6,0 – 8,0 – 10,0 – 16,0 –20 0 25 0 30 0 40 0 50 020,0 – 25,0 – 30,0 40,0 – 50,0.

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Cabe mencionar que la Superintendencia de Electricidad y Combustibles (SEC), l ió N° 727 d 1979 i d i d ien su resolución N° 727 de 1979, recomienda una serie de separaciones que

son similares a las anteriormente señaladas, no obstante el uso de éstas o las recomendadas por SEC, quedara a juicio del profesional que efectúe las

di i d tmediciones de terreno.

Para SEC: 1,0 – 1,5 – 2,0 – 3,0 – 4,0 – 5,0 – 7,0 – 10,0 – 15,0 – 20,0 – 30,0 –40 0 50 040,0 – 50,0

Recomendaciones Generales

En lo posible, realizar las mediciones directamente en el sitio donde se construirá la puesta a tierra; preferentemente una vez que el terreno haya sido d j d ll d di ió d fi iti d é d l f ddespejado y llevado a su condición definitiva después de las faenas de movimiento de tierra.

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áCuando no es posible realizar las mediciones en la zona donde se construirá la puesta a tierra, debe dejarse un sector aproximadamente plano, representativo del terreno de interés, asegurándose que el sector en que se mide es similar.

Si por razones de coordinación entre proyecto y faenas, no es posible realizar las mediciones después de dejar el terreno en su condición definitiva, es conveniente obtener datos de la composición del terreno a eliminar o rellenar para tenerlosobtener datos de la composición del terreno a eliminar o rellenar, para tenerlos presente en la configuración definitiva de la estratigrafía del terreno.

Procedimiento para la Realización del Sondeo de Terrenos

Para la realización del sondeo de terrenos o también llamado sondeo eléctrico vertical (SEV), se deberá elegir un eje de medición sobre una línea recta, en una dirección tal, que no existan obstáculos importantes (rocas, árboles, edificios,dirección tal, que no existan obstáculos importantes (rocas, árboles, edificios, matorrales, etc.), y sobre este eje, establecer un centro de medición mediante un electrodo auxiliar o una estaca.

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Las mediciones de resistividad aparente en lo posible deben efectuarse hasta valores de A o L, de 100 metros, contados desde el centro o eje de la medición a un extremo (ala); sin embargo, los instrumentos disponibles en nuestro medio noun extremo (ala); sin embargo, los instrumentos disponibles en nuestro medio no permiten alas superiores a 50 metros con una precisión aceptable, y en muchos casos por razones de la dimensión del terreno a medir, no es posible alcanzar esta medida. No obstante, la tendencia de la resistividad aparente al aumentar A , po L, puede indicar la necesidad o no de continuar la medición para alas mayores a 20 metros.

Los electrodos deben enterrarse a una profundidad de 0.1 m , al inicio de la medición , pudiéndose llevar hasta una profundidad de 0.3 m en los últimos tramos del sondeo.

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En terrenos muy secos es recomendable “verter un poco de agua” en elEn terrenos muy secos es recomendable verter un poco de agua en el contorno mismo de los electrodos, especialmente en los de corriente, es conveniente apisonar un poco la tierra alrededor de los electrodos.

Nota: Para la medición de las distancias entre electrodos, se recomienda utilizar huinchas no conductoras.

Es conveniente efectuar algunas comprobaciones durante las mediciones para asegurarse que los valores obtenidos no son erróneos.

Si se tienen dudas sobre el estado del instrumento puede probarse éste, midiendo resistencias de prueba.

Durante las mediciones es conveniente comprobar los valores de resistividad a lo menos en dos escalas diferentes de medición. Si los valores resultan muy diferentes, es posible un mal contacto de uno o varios de los electrodos de , pterreno, o bien, las baterías están agotadas.

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Información Obtenida de las Mediciones de TerrenoInformación Obtenida de las Mediciones de Terreno

Los datos que entrega el instrumento que se utiliza para el sondeo de terrenos, son valores de resistencia en ohm del suelo, en función de la separación deson valores de resistencia en ohm del suelo, en función de la separación de electrodos.

Dependiendo de la configuración utilizada (Wenner o Schlumberger), los datos p g ( g ),de separación de electrodos y resistencia indicada por el instrumento, deben insertarse en las ecuaciones que permiten determinar una resistividad que no representa la definitiva del terreno, sino que un valor aparente (ecuaciones descritas mas arriba). Si la medida de terreno, se efectúa en un medio homogéneo, entonces el valor de resistividad obtenido mediante los cálculos pertinentes, corresponderá al valor único de resistividad presente en el suelo.

Si el medio no es homogéneo, el valor de la resistividad tendrá un valor ficticio, que no corresponderá en general, a ninguna de las resistividades presentes, i i t bi ió d ll A t l fi ti i d i ti id d lsino a una cierta combinación de ellas. A este valor ficticio de resistividad se le

llama Resistividad Aparente.

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La forma en que cambia la resistividad aparente, al variar la separación entre electrodos, da la pauta para interpretar y determinar la constitución del terreno investigado.investigado.

Los terrenos, en general, se componen de varios estratos horizontales o con cierta inclinación, compuestos de materiales de distinta constitución por lo que su , p p qresistividad varía notoriamente con la profundidad. Es importante entonces que el lugar de medición esté alejado de zonas con pendientes pronunciadas debido, a que esto podría inducir un alto grado de error en la interpretación de los datos obtenidos, lo que podría derivar en un mal diseño del sistema de puesta a tierra. De no existir otra alternativa de medición, es recomendable realizar la medición en una línea perpendicular a la dirección de la pendiente, alejándose lo más

éposible de ésta.

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Interpretación de los Datos de Terreno

Los métodos de interpretación de las mediciones de un terreno se han b d b t l t té i d ll d l fí ibasado y se basan actualmente, en técnicas desarrolladas por los geofísicos, para el conocimiento de los suelos a través de la variación de su resistividad. El proyectista de puestas a tierra utiliza dichas técnicas de interpretación para concluir los parámetros del terreno que requiere en el proyecto de la puesta aconcluir los parámetros del terreno que requiere en el proyecto de la puesta a tierra a calcular.

En los inicios de la prospección geoeléctrica existía una gama variada deEn los inicios de la prospección geoeléctrica existía una gama variada de métodos empíricos de interpretación de las mediciones de resistividad aparente, escuela que perduró un largo tiempo en países como USA, Canadá e Inglaterrae Inglaterra.

Page 475: guia para elaboracion proyectos electricos

Gracias a los aportes de Stefanesco Maillet y Schlumberger (1932) seGracias a los aportes de Stefanesco, Maillet y Schlumberger (1932), se desarrollan los métodos científicos, los cuales desplazan rápidamente a los métodos empíricos en Europa. Recién a partir de la década del 60, se comienzan a utilizar en USAa utilizar en USA.

El método actualmente en uso tanto en nuestro medio como en el extranjero, es el “Método de las Curvas Patrones” Esta forma de interpretación de lasel Método de las Curvas Patrones . Esta forma de interpretación de las medidas de resistividad de un terreno, es la más exacta y recomendada. Consiste en realizar una comparación entre una gráfica confeccionada con los datos obtenidos de las mediciones de terreno, versus, un set de curvas patrones oobtenidos de las mediciones de terreno, versus, un set de curvas patrones o standard construidas para diversas combinaciones de diferentes estratos. Existen curvas patrones adecuadas solo para la configuración de Wenner, y otras, solo para ser utilizadas cuando el SEV se realizo mediante la configuración de p gSchlumberger.

Si se obtiene un calce perfecto entre la curva de terreno y una curva patrón, se supone que la estructura del terreno es idéntica a la teórica en cuanto a resistividad de los estratos y sus espesores.

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Metodología de Interpretación

Para poder interpretar los datos obtenidos de las mediciones de terreno mediante el método de las curvas patrones, primero se debe confeccionar una gráfica de terreno. g

La información global obtenida de las mediciones de campo son: separación de electrodos y resistividad aparente (esta última calculada, dependiendo de la configuración utilizada). Estos datos se deben graficar sobre un papel logarítmico, el que debe tener una modulación de 62,5 milímetros por década. Se deberá representar la separación de los electrodos versus la resistividad aparente.

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Ejercicios de Medición de ResistividadRESISTIVIDAD DEL TERRENO

Proyecto :

Ubicación :

Fecha :------------------------------------- M ETO DO : SCHLUM BERG ER

C P P C |------NA------|----A----|------NA------|| | ||--------L----------|---------L----------|

NA= L-A/2 , @ ap= PI*R*(N+1)*NA

L a n= ( L-a/2)/a R Rho Ap0 6 1 0 1 1216 4200,6 1 0,1 1216 4200,8 1 0,3 368 4511 1 0,5 161 379

1,6 1 1,1 23 1672 1 1,5 3,4 40

2,5 1 2 1,5 283 1 2,5 2,1 584 1 3,5 0,2 105 1 4,5 0,5 396 1 5,5 0,2 228 1 7,5 0,3 6010 1 9,5 0,47 14716 1 15,5 0,43 34520 1 19,5 0,58 728

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GRAFICO DE UNA MEDICIÓN CUALQUIERA DE RESISTIVIDAD DE TERRENO

Nota: No corresponde a datos anteriores

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El paso siguiente que sugiere el método es identificar la cantidad deEl paso siguiente que sugiere el método, es identificar la cantidad de estratos que tiene el terreno sondeado, y establecer como varían las resistividades de estos entre sí.

Para lograr lo anterior, se deben buscar los puntos de inicio y termino de la curva de terreno, además de los puntos en donde ésta cambia de , psentido. Conocido lo anterior, se debe establecer como se relacionan las resistividades de los diferentes estratos presentes en el suelo.

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Según la figura los estratos se relacionan de la siguiente manera:Según la figura, los estratos se relacionan de la siguiente manera:

ρ1 < ρ2 > ρ3 < ρ4

Con la relación anterior (que en el método se define como la razón de resistividad), se procede a clasificar el terreno sondeado en una familia perfectamente definida. La familia se determina en función de la información siguienteLa familia se determina en función de la información siguiente.

Familias para terrenos de dos capas

En un sistema de dos capas existen dos posibles combinaciones de valores relativos de resistividad:

ρ1 < ρ2 y ρ1 > ρ2

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Familias para terrenos de tres capas p p

En un sistema de tres capas existen seis posibles combinaciones relativas de resistividades, que se acostumbra agrupar en cuatro tipos, como los indicados a continuación:

Tipo H : ρ1 > ρ2 < ρ3

Tipo K : ρ1 < ρ2 > ρ3

Ti Q 1 > 2 > 3Tipo Q : ρ1 > ρ2 > ρ3

Tipo A : ρ1 < ρ2 < ρ3

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Familias para terrenos de cuatro capas

Para un sistema de cuatro capas existen 24 posibles combinaciones relativas de resistividad, las que se acostumbra agrupar en los 8 tipos siguientes:

Tipo AA : ρ1 < ρ2 < ρ3 < ρ4

Tipo AK : ρ1 < ρ2 < ρ3 > ρ4

Ti HA 1 2 3 4Tipo HA : ρ1 > ρ2 < ρ3 < ρ4

Tipo HK : ρ1 > ρ2 < ρ3 > ρ4

Tipo KH : ρ1 < ρ2 > ρ3 < ρ4

Tipo KQ : ρ1 < ρ2 > ρ3 > ρ4Tipo KQ : ρ1 < ρ2 > ρ3 > ρ4

Tipo QH : ρ1 > ρ2 > ρ3 < ρ4

Tipo QQ : ρ1 > ρ2 > ρ3 > ρ4

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El procedimiento siguiente es contrastar la gráfica de terreno con la curva patrón que más se asemeje a ésta.

La selección de la curva más “similar” a la gráfica de terreno, se realiza por inspección visual de las curvas patrones, teniendo como base de búsqueda la

tid d d t t l f ili l l t l l t dicantidad de estratos y la familia a la cual pertenece el suelo en estudio.

El siguiente paso consiste en determinar el valor de la resistividad y el espesor de los estratos componentes del terreno en estudiolos estratos componentes del terreno en estudio.

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óProcedimiento de Interpretación

a) Interpretación de un Sistema de Dos Capas

1.- Trazar la curva de terreno con los datos obtenidos en el SEV, e identificar la razón de resistividad correspondiente.

2.- Superponer la curva de terreno sobre el gráfico patrón que visualmente más se asemeje a ésta.

3.- Deslizar el gráfico de terreno sobre el gráfico patrón, para obtener un calce lo más perfecto posible entre ambas curvas.

Durante este proceso deben mantenerse paralelos los ejes de ambos gráficos.

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4.- Marcar sobre la gráfica de terreno, una cruz correspondiente al origen áf ó é(1:1) del gráfico patrón. Esta cruz se denomina en el método como la “cruz

de campo”.

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á5.- Leer en el eje vertical del gráfico de terreno, la abscisa de la cruz de campo. Este valor corresponde a la resistividad (Ω-m), de la capa superior (ρ1).

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6.- Leer en el eje horizontal del gráfico de terreno la ordenada de la cruz de campo. Este valor corresponde al espesor (mts), de la capa superior (E1).

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7.- Leer el número que indica la curva patrón seleccionada. q p

8.- La resistividad de la segunda capa se determina por medio de la siguiente expresión:

Si el número que indica la curva es un parámetro señalado como “k” elSi el número que indica la curva es un parámetro señalado como k , el valor de la resistividad del segundo estrato se calcula como:

9.- El espesor del segundo estrato, se considera de un valor infinito.

Page 492: guia para elaboracion proyectos electricos

óInterpretación de un Sistema de Tres Capas

1.- Trazar la curva de terreno con los datos obtenidos en el SEV, e identificar l ó d i ti id d di t l f ili l lla razón de resistividad correspondiente, para conocer la familia a la cual pertenece el terreno en estudio.

Page 493: guia para elaboracion proyectos electricos

2.- Superponer el gráfico de terreno sobre el gráfico patrón, que visualmente p p g g p , qmás se asemeje a ésta.

3.- Deslizar el gráfico de terreno sobre el gráfico patrón, para obtener un calce lo más perfecto posible entre la curva de terreno y una de las curvas patrón. Durante este proceso deben mantenerse paralelos los ejes de ambos gráficos.

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4 - Marcar en el gráfico de terreno una cruz correspondiente al origen (1:1) del4. Marcar en el gráfico de terreno una cruz correspondiente al origen (1:1) del gráfico patrón (cruz de campo).

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5 - Leer en el eje vertical del gráfico de terreno la abscisa de la cruz de5. Leer en el eje vertical del gráfico de terreno, la abscisa de la cruz de campo. Este valor corresponde a la resistividad (Ω-m), de la capa superior (ρ1).

Page 496: guia para elaboracion proyectos electricos

á6.- Leer en el eje horizontal del gráfico de terreno la ordenada de la cruz de campo. Este valor corresponde al espesor (mts), de la capa superior (E1).

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7.- Para determinar la resistividad del segundo estrato, se utiliza la siguiente ióexpresión:

8.- Para determinar la resistividad del tercer estrato, se utiliza la siguiente expresión:expresión:

9.- El espesor de la capa intermedia (segundo estrato), se determina multiplicando el número que indica la curva con el espesor del primer estrato, es decir:

10.- El espesor del tercer estrato, se considera de un valor infinito.10. El espesor del tercer estrato, se considera de un valor infinito.

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Interpretación de un Sistema de Cuatro CapasInterpretación de un Sistema de Cuatro Capas

1.- Trazar las curvas de resistividad aparente con los datos obtenidos en terreno mediante la configuración de Wenner o Schlumberger e identificarterreno, mediante la configuración de Wenner o Schlumberger, e identificar la razón de resistividad correspondiente para la gráfica de terreno, lo que indicara el tipo de familia presente.

Page 499: guia para elaboracion proyectos electricos

2.- Superponer el gráfico con la curva de terreno sobre el gráfico patrón.

3 Deslizar el gráfico de terreno sobre el gráfico patrón para obtener un3.- Deslizar el gráfico de terreno sobre el gráfico patrón, para obtener un calce lo más perfecto posible entre la curva de terreno y una de las curvas patrón. Durante este proceso deben mantenerse paralelos los ejes de ambosDurante este proceso deben mantenerse paralelos los ejes de ambos gráficos.

Page 500: guia para elaboracion proyectos electricos

á4.- Marcar en el gráfico de terreno una cruz correspondiente al origen (1:1) del gráfico patrón (cruz de campo).

Page 501: guia para elaboracion proyectos electricos

5.- Leer en el eje vertical del gráfico de terreno, la abscisa de la cruz de campo. Este valor corresponde a la resistividad (Ω-m), de la capa superior (ρ1).

Page 502: guia para elaboracion proyectos electricos

6 Leer en el eje horizontal del gráfico de terreno la ordenada de la cruz de6.- Leer en el eje horizontal del gráfico de terreno la ordenada de la cruz de campo. Este valor corresponde al espesor (mts), de la capa superior (E1).

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7.- Para determinar la resistividad del segundo, tercer y cuarto estrato, se utilizan las siguientes expresiones:

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8.- El espesor de la capa intermedia (segundo estrato), se determina l i li d l i ú ( °1) ñ l l ( )multiplicando el primer número (n°1) que acompaña a la letra (x) que

indica la curva, con el espesor del primer estrato, es decir:

9.- El espesor de la tercera capa (tercer estrato), se determina multiplicando el segundo número (n°2) que acompaña a la letra (x) que indica la curva, g ( ) q p ( ) q ,con el espesor del primer estrato, es decir:

10.- El espesor del cuarto estrato, se considera de un valor infinito.

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Resistividad Equivalente.

En los cálculos, relacionados con el dimensionado de una malla de puesta a tierra,it l d i ti id d d l t i l t l iónecesitamos conocer un valor de resistividad del terreno equivalente a la acción

conjunta de las distintas resistividades de los diferentes estratos presentes en elárea a ocupar por dicha malla.

En la actualidad se determina esta resistividad equivalente de un terreno medianteel criterio de Burgsdorf-Yakobs en una versión simplificadael criterio de Burgsdorf-Yakobs, en una versión simplificada.

Este método simplificado reduce un sistema de "n" capas a una sola capaequivalente de acuerdo a la siguiente ecuación:

( )( )∑ −−= n

ii

ne

FF

F

11

ρ( )( )∑

=iii

i11ρ

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Es decir esta ecuación se representa mejor así:

Fnn

ne FFFFFFFF

F

ρρρρ

ρ1231201 .... −−

++−

+−

+−

=

nρρρρ 321

donde los Fi son parámetros que dependen de las dimensiones de la malla de puesta a tierra, profundidad de sus elementos y profundidad de los diferentes estratos de acuerdo a las siguientes fórmulas:

0F ( ) ( )( ) ( )

g

ó0=oF ( ) ( )220r ii VF −=( ) ( ) )r/(1 2

02

ii VF −=ó

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Superficie de la Malla

Para determinar la superficie de la malla de puesta a tierra, no existe unaecuación general que sirva para este efecto, principalmente la definición de la

fi i d l ll d d d l á di ibl ti d t lsuperficie de la malla depende del área disponible, tipo de terreno y laexperiencia del proyectista.

A continuación se presentan algunas recomendaciones de superficie deA continuación se presentan algunas recomendaciones de superficie demallas, en función del tipo de terreno en el caso de querer conseguir unaresistencia máxima de 5 (Ω).

- Para terrenos con una resistividad promedio de 50 (Ω-m): 16 m2.

- Para terrenos con una resistividad promedio de 100 (Ω-m): 25 m2Para terrenos con una resistividad promedio de 100 (Ω m): 25 m2.

- Para terrenos con una resistividad promedio de 150 (Ω-m): 100 m2.

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( ) )(220 brrq +⋅=

πmallaSupr .

=

( ) ( ) ( )2220 brr −=

eeheh

+== 11

heeeh

eeh

++++++=

+=

3213

212

nn eeeeh ++++= ...321

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )[ ] 4)( 21 2

02

022

022

02

022

02 rqrhqrhqV iii ⋅⋅−++−++⋅=

2

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Tres Capas Calculo del Rho Equivalente del Terreno

N° de la CurvaFact.de la Curva 2

Malla A B Fact. 1 Fact. 2 Fact. 35,00 5 1 20 0,1 Largo 30,00

Sup.Malla 25 r 2,821 Mts Prof.de Enterramiento ,6 Mts Diametro 0,00588

q 19,301 h1 ,3 Mts ρ 1 460 E1 ,3h2 0,9 Mts ρ 2 9200 E2 0,6

r2 7,598 h3 1000,9 Mts ρ 3 46 E3 1000

V1 7,5400 2,7459 V1 7,5400 2,7459F1 0,2402 F1 0,0871V2 7 1239 2 6691 ρ Equi. 60,5436 Ω∗m V2 7 1239 2 6691 ρ Equi. 60,5436 Ω∗m7,1239 2,6691 ρ q 60,5436 7,1239 2,6691 ρ q 60,5436F2 0,6884 F2 0,2497V3 0,0001 0,0121 V3 0,0001 0,0121F3 2,7564 F3 1,0000

Page 517: guia para elaboracion proyectos electricos

Método de Laurent y Nieman.En base al diseño preliminar de la malla de tierra puede calcularse un valorEn base al diseño preliminar de la malla de tierra puede calcularse un valoraproximado de su resistencia a tierra (usualmente no puede esperarse una altaprecisión, especialmente donde los datos son incompletos o falla la homogeneidaddel terreno).)

Laurent y Níeman usan un método muy simple, que está determinado por lasiguiente ecuación:g

R eqeq ρρ+=

LrR +=

4

donde:donde:r = radio en m de un circulo que tiene la misma superficie que la ocupada por lamalla.L = longitud total del conductor enterrado en m resistividad del terreno en ohms-L = longitud total del conductor enterrado en m resistividad del terreno en ohms-m.El segundo término reconoce el hecho que la resistencia de una malla es mayorque la de una placa sólida y que esta diferencia disminuye a medida que aumentaque la de una placa sólida y que esta diferencia disminuye a medida que aumentala longitud "L" del conductor.

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Método de Schwarz.Un método más exacto de calcular la resistencia de una malla de tierra, generalmente

d ál l t i d l ét d d S h M di t t ét dusado en cálculos computarizados es el método de Schwarz. Mediante este métodosé, determina separadamente la resistencia a tierra del reticulado y la del conjunto debarras y la resistencia mutua reticulado-barras. Las fórmulas básicas son:Reticulado:

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛ −+⋅

⋅⋅

= 21

1.2 KSLK

dhLLn

LR eq

πρ

Reticulado:

⎠⎝

[ ] ⎟⎞

⎜⎛ ⋅⋅ 2111 1

21

4N

LKLLR eqρ

Conjunto de barras:

[ ] ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−⋅+−

⋅⋅= 111

12 11

2N

SaLn

NLR eq

πρ

Donde K1 y K2 son coeficientes que dependen de la configuración de la malla y seDonde K1 y K2 son coeficientes que dependen de la configuración de la malla y sehan obtenido en forma experimental en modelos. Cuando las expresiones deSchwarz se usan en pequeños programas de computación, una aceptableaproximación para el cálculo de K1 y K2 en mallas rectangulares se obtiene de las

AhK 04403.2431 ⋅=

AhhK ⋅⎟⎟⎞

⎜⎜⎛

−+⋅

−= 1508505

p p 1 y 2 gfórmulas:

BSK 044.043.11 −−= BSS

K ⎟⎟⎠

⎜⎜⎝

+= 15.050.52

Page 519: guia para elaboracion proyectos electricos

siendo:S = superficie cubierta por la malla, en m2

h = profundidad de enterramiento del reticulado, en mpA = lado mayor de la malla, en mB = lado menor de la malla, en mρeq = resistividad promedia del terreno en ohms-m.qL = longitud total del conductor de la malla en md = diámetro de conductor de la malla en mN = número de electrodos verticales.L1 = longitud de cada electrodo en ma = radio de cada electrodo en mSi la malla no es de forma rectangular exacta puede aproximarse a esta condicióni d i t isin errores de importancia.

La resistencia mutua entre el reticulado y el conjunto de barras es:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

⋅⋅−= 11

112dh

LLn

LRR eq

πρ

2RRR

La resistencia combinada del reticulado y los electrodos o barras de tierra es:

1221

1221

2RRRRRR

R pt −+−⋅

=

Page 520: guia para elaboracion proyectos electricos

Valores de resistencia de electrodos típicos de puesta a tierra.

1.- Barra Cooperweld

2a

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ ⋅

⋅=lLn

lR eq 2ρΙ

⎟⎠

⎜⎝⋅⋅ al2 π

Donde: Ι = largo de la barra en metros a = radio de la barra en metros ρeq = resistividad equivalente en Ω·m 2.- Conductor horizontal

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

hdlLn

lR eq

2

2ρh

⎟⎠

⎜⎝ ⋅⋅⋅ hdl2 π

/ (m)

d

Page 521: guia para elaboracion proyectos electricos

3.- Dos barras paralelas

⎤⎡

⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⋅++⋅

⋅⋅⋅⋅

=Da

DlllLnl

R eq22(2

4 πρ

/ D 2a

⎥⎦⎢⎣

4.- Dos conductores en paralelo

⎤⎡ 222 )(llh

⎥⎦

⎤⎢⎣

+⋅⋅⋅

+⋅⋅⋅

⋅⋅=

22

222

4)(

4 DhDhdDllLn

lR eq

πρ

D

hh

h

d

Page 522: guia para elaboracion proyectos electricos

9..- Malla cuadrada

dhLn

LR eq L25.4

2

2

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅⋅

⋅⋅=

πρ

h h h h

lL 4=⎠⎝

l

l

10.- Malla Rectangular con reticulado

h

B L2 ⎤⎡ LKρA

B

dhL2 2

1⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−+

⋅⋅

⋅= K

SLK

LnL

R eq

πρ

Page 523: guia para elaboracion proyectos electricos

Donde:L = Largo total del conductor enterrado en metrosh = Profundidad de enterramiento en metrosS = Superficie de la malla en metros cuadradosd = Diámetro del conductor en metros

Ah32

A = Lado mayor de la malla en metrosB = Lado menor de la malla en metros

BA

ShK ⋅−

⋅−= 044.0 3.2 432.11

BA-K ⋅⎟⎟

⎞⎜⎜⎝

⎛+

⋅=

Sh - 0.15

Sh8 5.52 B⎟

⎠⎜⎝ SS

K1 y K2 = coeficientes que dependen de la geometría de la malla.

Page 524: guia para elaboracion proyectos electricos

Malla de Alta Tensión

Page 525: guia para elaboracion proyectos electricos

Resistencia Máxima de la Puesta a Tierra

La resistencia máxima de la puesta a tierra representa el máximo valor de resistencia que deberá presentar esta, para que su diseño cumpla con los q p , p q pparámetros de seguridad que le impone el sistema eléctrico. Su valor se determina por medio de la siguiente expresión:

⎤⎡ 31 2V⎥⎥⎦

⎢⎢⎣

⎡++−++−= )()(3

31

0212

0211

2max RRRXXXI

xVxRFAuxCC

FF

Page 526: guia para elaboracion proyectos electricos

Tiempo Real de Operación de la Protección

Tal como se mencionó, para determinar el tiempo real de operación de laTal como se mencionó, para determinar el tiempo real de operación de laprotección del arranque, se deberá conocer la magnitud de la corriente de fallamonofásica.

( ) ( ) ⎥⎥⎤

⎢⎢⎡ ×

×=221

33

1 VI FFfcc

C id l i t d f ll t i d bi l l áfi

( ) ( ) ⎥⎦⎢⎣ +++×+++ 2021

2021 33 XXXRRRR F

f

Conocida la corriente de falla anterior, se procede a ubicarla en la gráfica representativa del fusible del arranque, para conocer el tiempo real de operación de este.

Page 527: guia para elaboracion proyectos electricos

Voltaje de PasoVoltaje de PasoEs la diferencia de potencial entre dos puntos del terreno, separados por ladistancia de un paso, el que se supone de un metro, en el sentido de lamáxima gradiente de potencial.g p

Page 528: guia para elaboracion proyectos electricos

Voltaje de Contacto

Es la diferencia de potencial entre una estructura metálica puesta a tierra y unEs la diferencia de potencial entre una estructura metálica puesta a tierra y unpunto de la superficie del terreno, a una distancia horizontal respecto a la estructuraigual al alcance de una persona, el que se supone de un metro.

Page 529: guia para elaboracion proyectos electricos

Voltaje de Malla

Es la diferencia de potencial que se origina entre un punto del terreno, situado al centro del reticulado y un punto situado sobre el conductor del reticulado. La ecuación para su calculo es la siguiente:p g

Donde:VM : Voltaje de malla (V).M j ( )IF1φ : Corriente de falla monofásica (A).KM : Factor de forma de la malla.Ki : Factor de irregularidad de la malla.iFD : Factor de decremento de la falla.ρeq : Resistividad equivalente del terreno sondeado (Ω - m).Lm : Longitud total del conductor de unión de la malla (mts).

Page 530: guia para elaboracion proyectos electricos

Factor de Forma de la malla (KM).

Depende de la forma y dimensiones de la malla.

32 −n

La serie para el segundo término será :

2;2232

−=−

Nannn

Donde:D : Distancia entre conductores paralelos por el lado de mayor de la malla (m)D : Distancia entre conductores paralelos por el lado de mayor de la malla (m).he : Profundidad de enterramiento de la malla (m).d : Diámetro del conductor de la malla (m).N : Número de conductores paralelos por el lado de mayor dimensión de la mallaNA : Número de conductores paralelos por el lado de mayor dimensión de la malla.

Page 531: guia para elaboracion proyectos electricos

Factor de irregularidad de la malla (Ki).

C id l if id d l fl j d i t d d l dif t tConsidera la no uniformidad en el flujo de corriente desde los diferentes puntos de la malla.

Donde:

NA : Número de conductores paralelos por el lado de mayor dimensión de la malla.

Page 532: guia para elaboracion proyectos electricos

Factor de decremento de la falla (FD).

En un sistema eléctrico los cortocircuitos ocurren, con respecto a la onda deEn un sistema eléctrico los cortocircuitos ocurren, con respecto a la onda devoltaje, en cualquier punto de ella.

La asimetría inicial se origina en la presencia de reactancias inductivas en elg pcircuito de falla, lo que hace que el circuito se comporte como si existiera unacomponente de C.C. en la corriente de falla. Esta componente continuadesaparece más o menos rápidamente dependiendo de la relación X/R.

El efecto práctico que esta situación acarrea, es que las protecciones debendimensionarse para corrientes de falla asimétricas, y como los cálculos nosentregan el valor simétrico, se han establecidos factores de asimetría enfunción de la relación X/R.

Tiempo de operación de la protección (seg)

Factor dedecrementorecomendado

0 01 1 70Tabla 1F t d 0,01

0,020,040,080 10

1,701,621,501,321 25

Factores de decrementoSegún IEEE 80

0,100,250,50 ó más

1,251,101,00

Page 533: guia para elaboracion proyectos electricos

Voltaje de Paso por la Periferia

Corresponde a la diferencia de potencial entre un punto situado en elCorresponde a la diferencia de potencial entre un punto situado en el conductor extremo de la malla y un punto del terreno situado a un metro fuera de la periferia de la malla. Para calcular esta variable se deberá utilizar la ecuación siguientePara calcular esta variable, se deberá utilizar la ecuación siguiente.

Donde:Vpp : Voltaje de paso par la periferia (V).IF1φ : Corriente de falla monofásica (A).KS : Factor de superficie de la malla.Ki : Factor de irregularidad de la malla.FD : Factor de decremento de la falla.

R i ti id d i l t d l t d d (Ω )ρeq : Resistividad equivalente del terreno sondeado (Ω - m).Lm : Longitud total del conductor de unión de la malla (mts).

Page 534: guia para elaboracion proyectos electricos

Factor de superficie de la malla (KS).

Definido bajo la siguiente expresión

Depende de la forma y dimensiones de la malla. Una buena aproximación es la que acontinuación se muestra:

Donde:NA : Número de conductores paralelos por el lado de mayor dimensión de la malla.D : Distancia entre conductores paralelos por el lado de mayor de la malla (mts)D : Distancia entre conductores paralelos por el lado de mayor de la malla (mts).he : Profundidad de enterramiento de la malla (mts).

Page 535: guia para elaboracion proyectos electricos

Evaluación Final del Diseño U ll i AT d b li l i i i iUna malla a tierra en AT, debe cumplir con los siguientes requerimientos en relación a los gradientes de potencial: 1.- El voltaje de malla debe ser menor o igual al voltaje de contacto (VM ≤ VC). 2 El lt j d d if i d b i l l lt j d2.- El voltaje de paso de periferia debe ser menor o igual al voltaje de paso (VPP≤VP).

Sección Mínima del Conductor de la Malla

El IEEE Std. 80-1976, Guide for Safety in Substation Grounding, la norma aceptada por la industria eléctrica internacional, usa la ecuación de Onderdonk como base para seleccionar el mínimo tamaño del conductor que se funda bajo condiciones de falla.

El factor de conexión K varia a causa de la máxima temperatura admisible para los varios tipos de conexiones.

Page 536: guia para elaboracion proyectos electricos

Tabla 2Factores k para el cálculo de la sección mínima

Ti d ió

T° máximaadmisible Valor de K

pSegún IEEE 80

Tipo de unión (°C)

Conductor soloConexión soldadaConexión apernada

1083450250

6,969,1211 54Conexión apernada 250 11,54

De cualquier forma, la sección mínima a utilizar para el conductor de la malla enAT, según normativa nacional, debe ser de 16 mm2 .

Page 537: guia para elaboracion proyectos electricos

MEDICION DE PUESTA A TIERRA

P di i t d M di ió d l R i t i d P t TiProcedimiento de Medición de la Resistencia de una Puesta a Tierra

Para efectuar la medición de la puesta a tierra, se utiliza el mismo instrumento empleado para medir la resistividad del terrenoempleado para medir la resistividad del terreno. Las precauciones a tener presente en la medición de la resistencia de la puesta a tierra son: a) La instalación eléctrica debe estar desenergizadaa) La instalación eléctrica debe estar desenergizada. b) Se deben retirar todas las conexiones a la puesta a tierra. Para conocer el valor de la resistencia de una puesta a tierra ya instalada, se deberá seguir el siguiente procedimiento:deberá seguir el siguiente procedimiento:

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