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Evaluación y Diagnóstico de la red de Distribución Eléctrica de la Gerencia Canal de Maracaibo (página 2)



Partes: 1, 2, 3, 4

1.10.-ORGANIGRAMA DE LA
DIRECCIÓN DE ORGANIZACIÓN Y SISTEMAS

1.11.- ORGANIZATIVA DE
ADSCRIPCIÓN

Dirección De Organización Y Sistemas

Unidad Telecomunicaciones

1.11.1- Objetivos.

  • Coordinar con las Gerencias Operativas la
    consolidación de la información de las
    áreas productivas del Instituto Nacional de
    Canalizaciones.

1.11.2.- Funciones.

> Grupo de
Trabajo
Telecomunicaciones.

  • Coordinar, apoyar y controlar todas las actividades
    operativas, inherente las Telecomunicaciones.
  • Planificar, dirigir y controlar todas las actividades
    tendientes a mantener y garantizar un sistema eficiente de
    Telecomunicaciones.
  • Coordinar con los organismos del estado los
    planes y sistemas
    necesarios para la prestación de los servicios de
    telecomunicaciones.
  • Inspeccionar y controlar el adecuado funcionamiento y
    la correcta operación de los equipos y dispositivos de
    los sistemas de telecomunicaciones que se adquieran e instalen
    en el INC.
  • Coordinar con las Gerencias Operativas la
    instalación y puesta en funcionamiento de equipos y
    dispositivos de comunicaciones que sean necesarios a bordo de
    las unidades flotantes y en las estaciones fijas en tierra.
  • Coordinar con la Dirección de Relaciones
    Industriales todo lo concerniente con el adiestramiento del personal
    responsable de las instalaciones de los equipos, dispositivos e
    instalaciones destinados a las telecomunicaciones.
  • Elaborar estudios e informes
    técnicos que soporten la adquisición de equipos y
    accesorios de aplicación industrial, necesarios para la
    automatización de los procesos de
    producción abordo de las unidades
    flotantes.

CAPÍTULO II

DEFINICIÓN DEL PROYECTO

2.1.- DESCRIPCIÓN DEL PROYECTO.

El proyecto trata sobre la determinación de las
características de cada uno de los componentes de las
instalaciones
eléctricas que forman parte del proyecto de Evaluación
y Diagnostico de la red de distribución eléctrica de la sede de
la Gerencia Canal
de Maracaibo, se obtiene a partir de cálculos que se
elaborarán, tomando en cuenta las normativas establecidas
por el Código
Eléctrico Nacional y el manual de la
Electricidad
de Caracas, pero también se tiene información
necesaria para evaluar la cantidad de material por emplear, para
la elaboración de presupuestos y
las disposiciones reglamentarias más
importantes.

Se realizará un estudio de carga detallado para
determinar las protecciones eléctricas adecuadas para
evitar que las diferentes áreas de la Gerencia se queden
sin suministro eléctrico, así como también
la selección
del calibre del cable y el diámetro de la tubería
correctos, es sin lugar a duda lo más importante que se
realiza en un proyecto eléctrico, sí no se conocen
exactamente las necesidades de carga. Cualquier esfuerzo por
lograr un estudio completo y detallado de la carga es
justificable, en la presentación de los proyectos
eléctricos ya que se hace necesario indicar cómo se
hizo dicho análisis, dejando perfectamente claro, el
estudio de carga realizado.

2.2.- PLANTEAMIENTO DEL
PROBLEMA.

Atendiendo a la necesidad de solventar los problemas
existentes en la sede de la Gerencia Canal de Maracaibo por la
inapropiada distribución de cargas eléctrica, en la
selección de las protecciones y del cableado de los
circuitos
eléctricos, en donde no fueron consideradas las
normas
establecidas en el Código Eléctrico Nacional y el
Manual de la Electricidad de Caracas para su
instalación.

En consecuencia se opto por efectuar un estudio de carga
eléctrica para aplicar la correcta selección de los
cables, conductores y protecciones del sistema eléctrico
de la sede, ya que se presentas constantemente caídas de
tensión e incluso secciones que se quedan sin suministro
eléctrico.

Teniendo en consideración lo antes expuesto cabe
resaltar la importancia que tiene la aplicación correcta
de la normativa existente que contribuye a la disminución
de los costos y a una
mejor utilización de los recursos de
la
empresa.

2.3.- OBJETIVO
GENERAL.

  • Evaluar y Diagnosticar la red de distribución
    eléctrica de la Gerencia Canal de Maracaibo.

2.4.- OBJETIVO(S)
ESPECÍFICO(S).

  • Realizar un estudio previo del lugar para determinar
    las fallas del sistema eléctrico.
  • Elaborar un estudio de Carga eléctrica donde
    se respete el diseño de las Protecciones y balance de
    cargas eléctricas en los tableros
    eléctricos.
  • Elaborar la distribución de cargas
    eléctricas por circuitos,
    colocando las protecciones eléctricas adecuadas,
    especificando la ubicación de los tableros
    eléctricos que cumpla con las normas establecidas en el
    Código Eléctrico Nacional.
  • Efectuar el cálculo
    de los alimentadores eléctricos para cada circuito de la
    sede.
  • Efectuar el cálculo de caída de
    tensión y cortocircuito o capacidad de corriente, para
    seleccionar las protecciones adecuadas del sistema
    eléctrico de la sede.

2.5- ALCANCE Y LIMITACIONES.

El proyecto contempla el estudio previo de la
problemática existente en la Gerencia Canal de Maracaibo,
empezando con la realización de un estudio de carga
completo y detallado de las distintas cargas eléctricas
conectadas y a conectar, para así determinar el calibre
adecuado del cableado, el diámetro dela tubería y
las protecciones eléctricas debidamente balanceadas y
calculadas en el tablero principal y los sub-tableros, en base a
las normas del Código Eléctrico Nacional, a las
indicaciones contenidas en el Manual para Diseño de
Instalaciones Eléctricas de la Electricidad de Caracas, El
Manual de Normas y Criterios de Instalaciones Eléctricas
MOP, y el Manual de Nivelación de la Philips. Por tal
motivo, cualquier modificación deberá ser ejecutada
bajo dichas normas.

Además el proyecto abarca el diseño y la
redistribución de los circuitos eléctricos e
instalación de canalizaciones debidamente calculadas que
se mencionan a continuación:

  • Sistema de Iluminación.
  • Sistema de Fuerza y
    Tomacorrientes.
  • Sistemas de Telefónicos.
  • Voz y Data.

La responsabilidad de la correcta ejecución
del proyecto, en lo que se refiere a la parte eléctrica
será de la División de Organización y
Sistemas y el Departamento encargado del proyecto
eléctrico, quienes en todo momento velaran por el estricto
seguimiento y cumplimiento de las normas especificadas
según el Código Eléctrico
Nacional.

Teniendo como limitante el traslado a la Gerencia en
Maracaibo, como también la falta de conocimiento
sobre circuitos y protecciones eléctricas por parte del
personal encargado de los Servicios Generales del Instituto
Nacional de Canalizaciones a si como la escasez de
personal técnico especializado en el área de
electricidad.

CAPÍTULO III

MARCO TEÓRICO

3.1.-
CÁLCULO DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS.

La determinación de las características de
cada uno de los componentes de las instalaciones
eléctricas forma parte del proyecto de las mismas. A
partir de estos cálculos se obtienen tales
características, pero también se tiene
información necesaria para evaluar la cantidad de material
por emplear, la elaboración de presupuestos y las
disposiciones reglamentarias más importantes.

El cálculo de las instalaciones eléctricas
se efectúa por método
relativamente simple, pero siempre respetando las disposiciones
reglamentarias de las normas técnicas
para instalaciones eléctricas.

3.1.1.- Determinación de los requisitos para
una instalación

eléctrica.

En este caso la elaboración de los planos
eléctricos es un punto de partida para el proyecto, donde
se muestran todas las áreas a escala ó
acotada, es decir, se debe indicar en el, el número de
recintos o locales y su disposición, todo esto varia
dependiendo del tipo de local que se desee, ya que los mismos no
tienen las mismas necesidades.

La determinación de las necesidades de cada una
de las áreas, se pueden hacer, sobre las bases de las
necesidades típicas del tipo eléctrico que se debe
satisfacer, tomando en cuenta los requisitos específicos
del local en el momento de su diseño.

De las necesidades generales, se puede hacer una
estimación de la carga eléctrica a consumir.
Debiendo tomarse en cuenta que estas necesidades de carga
eléctrica pueden representar un mínimo, ya que
siempre hay que recordar que una buena instalación
eléctrica debe prever la posibilidad de un porcentaje de
carga adicional.

El plano del local, debe indicar el lugar de cada uno de
los dispositivos o elementos que conforman la instalación
eléctrica, para que a partir de estos se haga el
cálculo de la instalación
eléctrica.

3.1.2.- Instalaciones adecuadas.

Las instalaciones deben contener lo siguiente
expuesto:

  1. Acometida con suficiente capacidad.
  2. Tableros con espacio para cargas de futuras
    ampliaciones.
  3. Número suficiente de circuitos con bastante
    capacidad.
  4. Número suficiente de tomacorrientes e
    interruptores de pared y otras salidas, colocadas
    estratégicamente en el local para el control de
    luces y artefactos.
  5. Canalización con tubos conduit o EMT sin
    alambres de reserva para circuitos.
  6. Materiales apropiados sin uso previo o viejos, ya
    instalados conforme al Código Eléctrico Nacional
    y el Manual de la Electricidad de Caracas.

3.1.3.- Procedimiento
para proyectar instalaciones eléctricas.

  1. Selección de luces, artefactos, interruptores
    y tomacorrientes.
  2. Elaboración de los planos de cada planta con
    indicación y demás salidas (actuales y futuras),
    de los puntos de luz,
    interruptores, tomacorrientes y demás
    salidas.
  3. Selección de la forma de acometida
    (aéreo o subterráneo) y de la situación
    del contador de acuerdo con la empresa de
    electricidad. Basada en esto, elegir lugares convenientes para
    el tablero principal y si los hay para los
    sub-tableros.
  4. Calcular el número de circuitos de alumbrado
    necesarios. Fijar el número y tipo de circuitos
    individuales de los circuitos de tomacorrientes.
  5. Fijar el trazado de los cables de los diversos
    circuitos desde el tablero hasta los puntos de
    utilización.
  6. Fijar el tamaño de los conductores y comprobar
    la caída de tensión.
  7. Calcular el tamaño de los conductores
    alimentadores.
  8. Fijar el número y tipo de circuito en cada
    tablero seleccionando, el tipo apropiado de tablero, incluyendo
    los circuitos de reserva.
  9. Fijar el tipo y dimensión de la
    acometida.

3.2.- PLANOS.

La representación en los planos es la
expresión del proyecto y ellos deben representar
claramente las obras que se van a realizar, con todos los
detalles y explicaciones necesarias para que no existan errores
de interpretación, de hecho la labor de
ingeniería debe hacerse durante el
proyecto, lo que se deja para resolver durante la
ejecución, es deficiencia del proyecto y un proyecto
bueno, no deja para solucionar en la obra los problemas de
diseño.

En los planos de locales y edificios, por normativa se
deben representar en dos planos diferentes el circuito de
alumbrado y el de tomacorriente o fuerza cuando se hace de este
modo se debe tener cuidado en coordinar muy bien las
distribución de las instalaciones eléctricas. Los
planos además deben ser completos, desde la acometida
general hasta la ultima salida, la ruta debe seguir la
tubería, los sitios donde deban colocarse cajas de paso
etc., deben incluir diagramas
unificares y todos los demás detalles necesarios en
áreas tales como centros de transformación,
tableros, etc., indicando la ubicación de los equipos, a
escalas, considerando la entrada y la salida de los tubos,
mostrando la ubicación de todo.

Los planos, deberán estar de acuerdo con los
formatos y condiciones que se exigen en el manual de
instrucciones para la elaboración de los planos para
edificios y locales, debiendo estar bien identificados
convenientemente a fin de facilitar las referencias tanto de
memoria
descriptiva del proyecto como en los cómputos
métricos y las especificaciones de
instalación.

En los planos deberán ser marcados con un
código coordinado, todos los elementos representados a fin
de garantizar una fácil identificación en la
construcción y servir de guía para
marcar tales elementos en la obra. Los principales elementos que
deben identificarse en los planos son los siguientes:

  1. Centros generales de distribución.
  2. Unidad generadora de emergencia.
  3. Tableros y Subtableros.
  4. Alimentadores de circuitos ramales.
  5. Interruptores y salidas de importancia.
  6. Cajas de paso, derivaciones o empalmes de conductores
    que puedan servir de referencia para la distribución
    eléctrica.
  7. Ductos verticales o paso de conductores de un nivel a
    otro representado en los planos diferentes.

3.3.- ESTUDIO DE CARGA.

El estudio de carga detallado a servirse, es sin lugar a
duda lo más importante que se realiza en un proyecto
eléctrico, sí no se conocen exactamente las
necesidades de carga. Recordando siempre que la energía
eléctrica es un medio para lograr un servicio
(movimiento,
luz, calor, etc.),
un buen servicio eléctrico sólo podrá ser
dado, si se conocen bien las necesidades actuales y futuras de
estos servicios. Cualquier esfuerzo por lograr un estudio
completo y detallado de la carga es justificable, y por ello
hemos concluido que en la presentación de los proyectos
eléctricos se hace necesario indicar cómo se hizo
dicho análisis, dejando perfectamente claro, el estudio de
carga realizado. Este análisis y presentación de
esta forma tiene grandes ventajas, no sólo porque
garantiza un buen proyecto, sino que facilita mucho la
revisión o modificación del mismo o de la
instalación, e igualmente facilita la labor del
instalador, el cual puede rápidamente revisar si se ha
ejecutado toda la instalación requerida. El trabajo de
preparar este estudio de carga en la forma que recomendamos es
indiscutiblemente laborioso, pero economiza mucho más
tiempo del
invertido en ello y permite conocer perfectamente el
proyecto.

3.3.1- Cálculo de la carga.

Cuando se han determinado los requerimientos de alambres
para un local, las recomendaciones de las normas técnicas
para instalaciones eléctricas, así como el
reglamento para obras e instalaciones eléctricas, sirven
como guía, siempre y cuando se tenga en mente que lo
especificado en estos reglamentos representan los requerimientos
mínimos. Una buena instalación eléctrica
puede requerir una mayor capacidad en los circuitos. La carga que
se calcule debe representar toda la carga necesaria, para
alumbrado y aplicaciones diversas.

También en los circuitos, para propósitos
generales se instalan en la mayoría de los casos, salidas
de alumbrado y contactos para cargas pequeñas de distintas
aplicaciones y equipos de oficinas. Cuando los circuitos de
alumbrado están separados de los circuitos que alimentan
contactos, las normas indican reglas de diseño para cada
tipo de circuito.

3.3.2.- Tipos de cargas.

3.3.2.1.- Carga eléctrica.

Es la potenciación que demanda en un
momento dado un aparato o un

conjunto de aparatos de utilización, conectados a
un circuito eléctrico; se debe señalar que carga,
dependiendo del tipo de servicio, que puede variar en el
tiempo.

3.3.2.2.- Carga conectada.

Es la suma de las potencias nominales de los aparatos y
máquinas que consumen energía
eléctrica y que están conectados a un circuito o a
un sistema.

3.3.2.3.- Carga continua.

Es la carga cuyo máximo valor de
corriente, se espera que se conserve durante tres horas o
más y está alimentado por lo que se conoce como un
circuito derivado, que no debe exceder del 80% de la capacidad de
conducción de este circuito derivado. Con las siguientes
excepciones:

  1. En donde la instalación, incluyendo los
    dispositivos de protección contra sobre-corriente ha
    sido diseñada para operar al 100% de su capacidad, la
    carga continua alimentada por el circuito derivado debe ser
    igual a la capacidad de conducción de tomacorriente de
    los conductores.

3.3.2.4.- Carga máxima.

La corriente máxima que demanda la carga total
conectada a un circuito no debe ser mayor que la capacidad
nominal del propio circuito. Para calcular la carga de los
equipos de iluminación que utilicen balasto, transformadores o
auto-transformadores, se debe considerar la corriente total que
demanden dichos equipos y no sólo la potencia de las
lámparas de los mismos.

  1. Los circuitos de 15 a 20 amperes se pueden usar en
    cualquier tipo de local para alimentar unidades de alumbrado y
    aparatos portátiles o fijos o bien para alimentar una
    combinación de esas cargas.
  2. Los circuitos de 30 amperes se pueden usar para
    alimentar unidades de alumbrado fijas en locales,
    habitación o en cualquier tipo de local. Los
    porta-lámparas que se conecten a estos circuitos deben
    ser del tipo pesado.
  3. Los circuitos de 40 y 50 amperes se pueden usar para
    alimentar circuitos de alumbrado fijo y diversos tipos de
    circuitos.
  4. Los circuitos individuales, pueden alimentar
    cualquier tipo de carga en cualquier local, las cargas mayores
    de 50 aperes se deben alimentar con los circuitos
    individuales.

3.3.2.5.- Circuitos derivados.

S e definen como un conjunto de conductores y
demás elementos de cada uno de los circuitos que se
extienden desde los últimos dispositivos de
protección contra sobre-corrientes en donde terminas el
circuito alimentador, hasta las salidas de las cargas.

Pudiendo ser identificados como: Lámparas,
Contactos, Salidas especiales y que tienen como función
principal dividir la carga total en las distintas partes de la
instalación, para individualizar los circuitos de manera
que cuando ocurra una falla no afecte a los otros circuitos
derivados.

3.3.2.6.- Circuitos derivados
individuales.

Es un circuito derivado que alimenta a un solo equipo de
utilización como un aire-acondicionado ó un motor, que por su
tamaño requerirá de alimentación
individual.

3.3.2.7.- Clasificación de los circuitos
derivados.

Se clasifican de acuerdo a la capacidad o ajuste de su
dispositivo de protección contra sobre-corrientes, el cual
determina la capacidad nominal del circuito, aunque por alguna
circunstancia se usarán conductores de mayor
capacidad.

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

3.4.- CONDUCTORES.

En las instalaciones eléctricas los elementos que
proveen la trayectoria de circulación de la corriente son
conductores o alambres forrados con un material aislante, las
dimensiones de los conductores dependen de la carga calculada
según los datos del circuito. El material que normalmente
se usa en los conductores para instalaciones eléctricas
residenciales dentro de la categoría de las instalaciones
de baja tensión, son de cobre o
aluminio.

En el caso de conductores usados en instalaciones
eléctricas, se usa la designación norteamericana de
AWG, (American Wire Gage) que designa a cada conductor por un
número o calibre y que esta relacionado con su
tamaño o diámetro. A cada calibre del conductor le
corresponde un dato de su resistencia, que
normalmente se expresa en Ohm por cada metro de longitud, lo que
permite calcular la resistencia total del conductor como R = r *
L, donde:

r = resistencia en Ohmímetro

L = longitud total del conductor.

3.4.1.- Calibre de los conductores.

Los calibres de los conductores dan una idea de la
sección o diámetro de los mismos y se le designan
usando el sistema norteamericano de calibres (AWG) por medio de
un número al cual se hace referencia, sus otras
características como son diámetro, área,
resistencia, etc. La equivalencia en mm2 de
área se debe hacer en forma independiente de la
designación usada por la American Wire Gage (AWG). Siempre
haremos referencia a los conductores de cobre. Es conveniente
notar que en el sistema de designación de los calibres de
conductores usado por (AWG), a medida que el número se
hace más grande la sección es menor.

Para la mayoría de las aplicaciones de
conductores en instalaciones eléctricas residenciales, los
calibres de conductores de cobre que normalmente se usan son los
designados por No 12, y N° 10, los calibres 6 y 8
que se pueden encontrar, ya sea como conductores sólidos o
cableado, se aplican en instalaciones industriales, comerciales y
residenciales.

Los conductores de los circuitos alimentadores deben
tener una capacidad de corriente no menor que la correspondiente
a la carga por servir.

3.4.2.- Conductor alimentador
principal.

Se define como un circuito alimentador principal al
conjunto de los conductores en una instalación, que se
encuentran en el medio principal de la conexión entre el
interruptor y el tablero principal.

3.4.3.- Conductor alimentador.

Conductores son todos los cables entre el interruptor
principal y los subtableros de distribución. Las
dimensiones de un alimentador o conductor depende de la carga
calculada según los datos de los circuitos, las
necesidades anticipadas de futuros aumentos de carga y la
caída de tensión en los conductores.

Su cálculo es una de las tareas más
importantes en el diseño de proyectos de instalaciones
eléctricas.

La economía y la
eficiencia de
la operación dependen de la capacidad adecuada de los
alimentadores. Para nuestro conocimiento una futura
adaptación a una mayor demanda de energía resulta
menos costosa, sí el diseño original de los
alimentadores ha sido basado sobre un estudio detallado de las
cargas conocidas y futuras.

De acuerdo con el Código Eléctrico
Nacional, la carga actual calculada de un alimentador es la suma
de las cargas de todos los circuitos suministrados por él.
Aplicando ciertas reglas y calculando como sigue: un alimentador
debe tener capacidad para llevar la carga total de:

a) Circuitos de Alumbrado.

b) Circuitos de Tomacorrientes.

c) Circuitos Individuales.

Para obtener mayores resultados, podemos tomar los datos
de los estudios de carga realizados al circuito tomando en cuenta
las necesidades ó los requerimientos de consumo
eléctrico que tenga el local.

Ejemplo:

Calcular el calibre del conductor tipo TW de un circuito
derivado con cuatro (4) conductores de 15 Amp con una temperatura
ambiente de 30
grados Centígrados, calcular también el
diámetro del conduit requerido.

Solución:

Este tipo de problema se resuelve mediante el uso de
las tablas, mo-

nogramas o reglas para el calculo de instalaciones
eléctricas elaboradas

por algunos fabricantes.

TABLA # 1, NÚMERO
MÁXIMO DE CONDUCTORES EN TUBOS ROSCADOS

O NO ROSCADOS DE TAMAÑO
COMERCIAL

De la tabla antes descrita, para cuatro conductores, TW
con una corriente de 15 Amperes, el calibre del conductor
requerido es el AWG # 12 TW y se requiere un conduit de ½"
de 13 mm.

3.4.4.- Reglas generales para el cálculo de
los alimentadores.

Para determinar el tamaño de cada conductor de un
circuito alimentador, se determina la carga, a partir de este
dato se calcula el tamaño del conductor, así como
el dispositivo de protección.

Sí en un servicio se necesitan varios
alimentadores, el tamaño de los conductores y los
dispositivos de protección para cada circuito alimentador,
se deben calcular por separado antes de que se calcule la carga
para el servicio completo.

La capacidad de conducción de los circuitos
alimentadores también se conocen como capacidad de
corriente y no debe ser mayor en ninguno de los casos a los valores
recomendados por las especificaciones técnicas para
instalaciones eléctricas establecidas por el Manual de la
Electricidad de caracas y el Código Eléctrico
Nacional, que indican que cualquier tipo de alimentador que
alimenta dos o más circuitos con 30 Amp totales y con
longitudes hasta 15 metros, se puede usar el calibre AWG # 10 TW
con conductores de cobre según tabla antes
especificada.

Ejemplo:

El cálculo por capacidad de corriente de un
alimentador, sí en este caso el conductor alimenta a las
siguientes cargas a 120 voltios, una fase.

  1. El área de un local de dos plantas es
    de 120 m2.
  2. Posee 10 tomacorrientes dobles a 120 voltios para
    usos especiales.

Solución:

La carga de alumbrado considerando también los
contactos de uso general y una densidad de carga
de 20 Watts/mts2, según el manual de la E.D.C,
en el cálculo de alimentadores, por capacidad de corriente
tenemos:

P1 = 120 mts2 x 20 watts /
mts2 =>P1 = 2400watts.

Según normas establecidas por el manual de la
E.D.C, se debe considerar para los tomacorrientes una capacidad
en vatios de 180 watts c/u y un factor de demanda del 100%, por
lo que la carga por este concepto
es:

P2= 10 Tomacorrientes x 180 watts =>
P2= 1800watts

La carga conectada es : Pt = P1
+ P2.

Pt = (1800 + 2400) watts =>
Pt = 4200watts

La carga en Amper será: Ic = 4200Watts
/ 120voltios => Ic= 35 Amp

Con este dato de 35 amperes se determina la
característica de los conductores y el diámetro de
la tubería o conduit, tomando en consideración la
tabla de las dimensiones de la tubería y calibre
máximo de conductores antes mencionada que es 3 AWG # 08
TW Ǿ ¾"y la siguiente tabla que nos permite determinar la potencia
y la corriente tanto de los circuitos monofásicos como de
los trifásicos.

Tabla # 2

100% = Es la capacidad máxima de los circuitos,
voltaje por amperes permisibles del conductor con carga puramente
óhmica.

80% = El 80% del anterior por capacidad de diseño
normal.

50% = El 50% de la capacidad máxima por capacidad
de diseño conservadora y recomendada.

3.5.- CAÍDA DE
TENSIÓN.

En el momento en el cual, se realiza la planificación de sistemas
eléctricos, no sólo debemos tomar en cuenta el
calculo por capacidad de corriente para la selección de
conductores, sino que también se debe analizar el estudio
por caída de tensión en el conductor que fue
seleccionado por capacidad de corriente; si la caída de
tensión es mayor que el nivel establecido, se deben
considerar los estudios para los conductores inmediatos
superiores al seleccionado por capacidad de corriente y
después hacer de nuevo el chequeo por caída de
tensión.

En el alimentador principal es conveniente que la
caída de tensión no sea mayor de 1% (según
criterio de la Electricidad de Caracas), 2% en los
sub-alimentadores, la caída de tensión sea 3% en
los circuitos derivados del tablero principal a la carga de
consumo, pudiendo ser aceptado un 5% (según criterio del
código Eléctrico Nacional).

Podemos considerar, que en un circuito que alimenta
cualquier tipo de carga, la caída de tensión hasta
la salida más lejana del circuito no debe exceder del 3%
(según criterio de la Electricidad de Caracas), como
habíamos mencionado anteriormente. Como se describe en la
tabla siguiente:

Tabla # 3, Capacidad de
distribución en A.M para conductores monopolares de cobre
con aislante TW, en ductos NO MAGNETICOS. Sistemas
trifásicos 208/120v, 60Hz y temperatura del conductor
60° C.

– Tabla calculada en base a la siguiente
formula:

Valores de R a
20°C y c.c. para conductividad de 96,96%.

– Factor de corrección para otras temperaturas y
c.a. en ductos

no magnéticos tomados del Manual Técnico
Romeo Co.

  • Valore de X para ductos no magnéticos
    tomados de las tablas Káiser Aluminiun.
  • Para otras tensiones multiplicar los valores de IL
    por los coeficientes de las tablas de factores de
    corrección.
  • Para otros valores de ∆v multiplicar los
    valores de IL para 2% por un (nuevo ∆v /2).
  • ∆v = Caída de
    tensión.

Ejemplo:

La caída de tensión en un conductor
de cobre forrado con aislamiento AWG #12 TW por el que va a
circular una corriente de 10 Amp y que tiene una longitud total
de 100 mts con un valor de resistencia obteniendo de la tabla Ohm
/Kilómetros se calcula:

Tabla # 4, Capacidad de
distribución en A.M para conductores monopolares de cobre
con aislante TW, en ductos NO MAGNETICOS. Sistemas
trifásicos 208/120v, 60Hz y temperatura del conductor
60° C.

Tenemos entonces que :

r = 6,364 ; x = 0,1552 ; L = 100 mts ; I = 10
Amp.

Donde:


;

R = r x L ;

X = x . L ;

Para obtener la caída de tensión en el
conductor procedemos de la siguiente forma:

E= R x I => E = 0.6364 Ohm x 10 Amp
=> E = 6.364 Voltios

En la Gerencia Canal de Maracaibo, se realizará
el estudio por caída de tensión para verificar
sí los conductores fueron seleccionados adecuadamente,
considerando esta técnica de verificación,
comprobando con esto que la caída de tensión no sea
excesiva en el sistema eléctrico de la sede y se mantenga
dentro de los parámetros establecidos por el manual de la
Electricidad de Caracas y Código Eléctrico
Nacional.

La caída de tensión influye en diverso
parámetros tales como; la resistencia y la reactancia del
conductor a estudiar, el factor de potencia de la carga instalada
o el voltaje de alimentación y los Kva. ó la
corriente nominal de la carga, pero es importante tener en cuenta
si las cargas son trifásicas, Bifásicas o
monofásicas.

3.5.1.- Caída de tensión en circuitos
trifásicos.

En los circuitos trifásicos equilibrados existe
la caída de tensión solamente en los conductores de
fase, ya que la circulación de corriente por el neutro es
nula; por lo tanto, debemos calcular la caída de
tensión para una de las fases, por ser esta igual a las
otras tres.

La formula a utilizar en el cálculo es la
siguiente según norma:

Donde:

Kva = Potencia operante de la carga.

L = Longitud del conductor.

R = Resistencia del conductor.

X = Reactancia del conductor.

Cos (θ) = Factor de
potencia.

Kv = tensión de alimentación.

R y X se obtienen mediante la tabla de normalización # 4, si los datos de las
cargas se obtienen en corriente, la formula se deberá
transformar como se indica a continuación:

Quedando la ecuación de la siguiente
forma:

3.5.2.- Caída de tensión en circuitos
monofásicos.

En los circuitos monofásicos la caída de
tensión se produce en todo el conductor, es decir, en la
fase y el neutro, por lo cual la longitud a considerar en el
cálculo es el doble de la del conductor activo; si el
equipo es bifásico se considera, el doble de la distancia
de una de las fases.

La expresión matemática
que nos queda es la siguiente:

Quedando en definitiva la siguiente ecuación a
ser utilizada:

Ejemplo:

Se tiene un tablero con una carga conectada de 30Kwatts,
con una tensión de 220 voltios, y un factor de potencia
igual a Fp=0, 8, Con circuitos individuales a una
distancia de L = 30mts hasta el lugar de consumo, por ser un
sistema bifásico la corriente a calcular es:

Θ = 0.8;

Este valor de corriente calculado nos permitirá,
obtener por medio de la tabla #1 determinar el calibre del
conductor a utilizar y con este obtener de la tabla # 4 el valor
de la resistencia y la reactancia a utilizar para el
cálculo de la máxima caída de tensión
permitida según la E.D.C, siendo el conducto seleccionado
por ampacidad el AWG # 4/0 TW, R =0,196 y X = 0,1089.

Entonces:

Según la E.D.C., la caída de
tensión es permitida ya que por norma en el tablero
principal no debe ser mayor al 1% y esto nos dice que el calibre
del conductor seleccionado es el adecuado y por ende es el que se
va a instalar.

Por ser bifásico, el factor de corrección
es Fc = 1, lo que indica que por nomenclatura el
conductor es : 3 AWG # 4/O TW Ǿ 2".

3.6.- CORTOCIRCUITO.

El objetivo principal del cálculo de
cortocircuito, es conocer el máximo valor de corriente que
puede circular por los elementos del sistema al presentarse una
falla de este tipo en un punto dado.

El conocimiento de los niveles de cortocircuito a lo
largo de todo el sistema eléctrico o en la
planificación del mismo, es de vital importancia, ya que
dichos datos permiten una mejor selección de los
conductores, equipos de protección, etc; en cuanto a sus
características físicas, térmicas y
magnéticas, así como la constitución de los materiales con
que están elaborados.

Para el cálculo de cortocircuito, en
instalaciones de edificios y locales, se deben tomar en cuenta la
capacidad de la fuente de generación en relación a
las cargas de los mismos. Puede considerarse como
afectarán en su funcionamiento, el brusco aumento de la
corriente.

Teóricamente el valor de esta corriente es igual
a:

Donde:

Zt = Impedancia del transformador.

Zc = Impedancia del conductor.

Zi = Impedancia de la carga.

Zf = Impedancia de la fuente.

En el primer caso, se acostumbra asumir el transformador
de suministro a los edificios y locales como fuentes de
energía a tensión constante, para determinar la
corriente de corto-circuito ( Icc ) debe considerarse los
siguientes pasos:

  1. Kva = Capacidad del transformador.
  2. Zt = rt +jxt = Impedancia del
    transformador.
  3. Zc = rc+jxc = Impedancia de los conductores hasta el
    punto de corto-circuito.
  4. V = tensión del sistema.

El segundo caso, adicionalmente se requiere conocer
uno u otro de los

datos siguientes:

  1. Impedancia del transformador: Zt =
    ri+jxi.
  2. valor de corto-circuito en la entrada del
    transformador.

IL = I* (Cos
(θ) +j*Sen
(θ))

Estos datos solo pueden ser obtenidos de la red de
distribución o los datos de placa del banco de
transformación según especificaciones de la
E.D.C.

3.7.- PROTECCIONES
ELÉCTRICAS.

En un sistema eléctrico industrial o residencial
se debe considerar o tomar en cuenta un buen estudio de cargas a
conectar para evitar las fallas de sobre-corriente y sobrecarga,
para así realizar una correcta elección de los
dispositivos de protección, asegurando que operen en
dichas situaciones y evitar que las mismas deterioren los
elementos del sistema o los instalados.

Una falla de sobre-corriente es originada por un
cortocircuito, ya sea entre fases o entre fases y tierra; pero en
cualquiera de los casos hay una corriente elevada que puede
dañar o deteriorar el aislante de los conductores y
accionar un incendio si esta falla perdura por un tiempo
prolongado.

Para interrumpir este tipo de falla los elementos
utilizados, son los elementos llamados interruptores
termo-magnéticos y fusibles. El primero actúa
cuando se produce la falla y tiene la ventaja que se puede
restablecer tan pronto sea detectada y solucionada la
avería; también funciona cuando ocurre una
sobrecarga en las líneas, la cual se puede definir como
una sobre-corriente de funcionamiento, cuando esta perdura por un
tiempo prolongado tiende a deteriorar los elementos del
sistema.

El fusible, es el otro elemento o dispositivo para la
interrupción de fallas de sobre-corriente, el cual
actúa bajo el principio del efecto Joule (I2 x
R); donde I, es la corriente nominal del elemento fusible y R la
resistencia del mismo. Si ocurre una falla de sobre-corriente; la
corriente es mucho mayor que la corriente I, por lo tanto se
dispone de una potencia disipada que es mucho mayor que lo que
puede soportar R, por lo cual el elemento fusible se destruye e
interrumpe la falla.

En la actualidad se recurre a la utilización de
los interruptores termo-magnéticos en los sistemas de baja
tensión ya sean residenciales o industriales. Es necesario
dar una información en cuanto a los parámetros y
factores que se deben tomar en cuenta para la selección de
los mismos.

En primer lugar, encontramos los factores relacionados
con las características técnicas del interruptor,
como son: la tensión nominal, la corriente nominal y la
corriente de cortocircuito. En lo que se refiere a la
tensión nominal hay que destacar que debe ser siempre
igual o mayor a la tensión del circuito donde se va a
instalar.

En relación a la capacidad de corriente del
conductor, se deben tomar en cuenta muchos factores, tales como;
la corriente nominal a plena carga, el diámetro del
conductor, la temperatura ambiente, la frecuencia, altura, el
tipo de carga, la seguridad,
etc.

Cada uno de los factores antes mencionados requiere de
un estudio minucioso. Otro factor de gran importancia es la
selección de los interruptores termo-magnéticos,
por la corriente de cortocircuito disponible en el punto de
utilización de dicho dispositivo.

La corriente de cortocircuito se calcula de la forma
explicada en el tema de la determinación de las luminarias
de este informe.

3.7.1.- Puesta a tierra.

Se define como "Toma de Tierra" a la unión
eléctrica de un conductor con la masa terrestre. Esta
unión se lleva a cabo mediante electrodos enterrados,
obteniendo con ello una toma de tierra cuya resistencia de
"empalme" depende de varios factores, tales como: superficie de
los electrodos enterrados, a profundidad de enterramiento,
clase de
terreno, humedad y temperatura del terreno, etc.

Por otra parte, llamaremos "Puesta a Tierra", a la
unión directa de determinadas partes de una
instalación eléctrica, con la toma de tierra,
permitiendo el paso a tierra de las corrientes de falta o las
descargas atmosféricas.

Según norma establecidas por el Código
Eléctrico nacional, correspondiente a puestas de tierra,
se establecen las tomas de tierra con objeto de:

  1. Limitar la tensión que con respecto a tierra
    puedan presentar las masas metálicas en un momento
    dado.

2. Asegurar la actuación de las
protecciones.

  1. Eliminar o disminuir el riesgo que
    supone una avería en el material

eléctrico utilizado.

La puesta a tierra como protección va siempre
asociada a un dispositivo de corte automático, sensible a
la intensidad de defecto, que origina la desconexión del
circuito.

Así, la corriente a tierra producida por un
defecto franco (resistencia de fuga nula, Rf = 0), debe hacer
actuar el interruptor automático Termo-magnético en
un tiempo lo más reducido posible. Tal y como podemos
apreciar en la figura, la intensidad de fuga será igual
a:

Si Rt es pequeña, la intensidad de fuga
resultará ser grande, provocando el disparo del
Termo-magnético (ICP).

Un ligero defecto de aislamiento provoca una resistencia
de fuga relativamente grande, y en consecuencia una intensidad de
fuga pequeña, por lo que el Termo-magnético no
podrá actuar.

No obstante, la parte exterior del aparato receptor se
encontrará a una tensión, con respecto a tierra,
de:

Tensión que puede ser peligrosa para la persona que toque
la envoltura metálica del receptor en
cuestión.

Si en estos casos queremos tener protección,
deberemos disponer de un interruptor automático
diferencial, capaz de cortar el circuito con la intensidad de
fuga que determinemos. Según el Reglamento de Baja
Tensión, una masa cualquiera no debe estar a una
tensión eficaz superior, con respecto a tierra,
de:

a) 24 V. en locales o emplazamientos
húmedos.

b) 50 V. en locales o emplazamientos secos.

Por lo tanto, la sensibilidad de los diferenciales
deberá ser, en cada

caso, de:

Así, por ejemplo, a los diferenciales de 300 mA.
Les corresponderá una

resistencia de tierra máxima, de:

Estos valores son en teoría,
ya que en la práctica para las tomas de tierra se exige
que tengan una resistencia notablemente inferior.

Los electrodos utilizados para obtener una toma de
tierra para aplicaciones de baja tensión, suelen tener
formas muy variadas, aunque los más comúnmente
utilizados tienen forma de barra o de placa. Los tipos de
electrodos más comúnmente utilizados
son:

  1. Placas enterradas:

Las placas de cobre tendrán un espesor
mínimo de 2 mm y las de hierro
galvanizado de 2,5 mm. En ningún caso la superficie
útil de la placa será inferior a 0,5
m2. Se colocarán en el terreno en
posición vertical y en el caso en que sea necesaria la
colocación de varias placas se separarán unos 3
metros unas de otras. Las más utilizadas son las de 0,5
m x 1 m y las de 1 m x 1 m. Para la puesta a tierra de apoyos
de líneas aéreas y columnas de alumbrado
público, cuando lo necesiten, será suficiente
electrodos que tengan en conjunto una superficie de contacto
con el terreno de 0.25 m2, con lo que se pueden
utilizar de 0,5 m 0,5 m.

b) Picas verticales: Las picas verticales
podrán estar constituidas por:

– Tubos de acero galvanizado
de 25 mm de diámetro exterior, como

mínimo,

  • Perfiles de acero dulce galvanizado de 60 mm de
    largo, como mínimo,
  • Barras de cobre o de acero de 14 mm de
    diámetro como mínimo; las

barras de acero tienen que estar recubiertas de una
capa protectora

exterior de cobre de espesor apropiado.

Partes: 1, 2, 3, 4
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