Universidad Católica del MauleEscuela de Ingeniería en ConstrucciónAsignatura : Instalaciones Eléctricas

Profesor: Francisco Valdebenito A.

COMPONENTES IMPORTANTES DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA

PROYECTO DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN ESTABLECIMIENTOS COMERCIALES, EDUCACIONALES Y SIMILARES

NCH Elec. 2/84. Electricidad. Elaboración y presentación de proyectos

1. Para determinar la potencia eléctrica, se debe tener en cuenta:

a) Nivel de Iluminación

b) Tipo de fuente luminosa que se empleará

c) Área del recinto a iluminar

d) Para determinar lo anterior, se aplica la Tabla N° 11.24, donde se señala la Iluminancia mínima para locales

comerciales e industriales y en la Tabla 11.25, la Iluminancia mínimas para locales educacionales y

asistenciales.

2. En Apéndice 2 se muestran valores de potencia por unidad de superficie necesarias para obtener iluminancia

dada. Se debe considerar solo como de referencia y no debe ser considerarse alternativa a un calculo de

iluminación.

3. En locales comerciales, se instalará a lo menos un enchufe hembra por cada 20 m² o fracción de local, con un

mínimo de 3 enchufes

4. En oficinas de superficie inferior a 40 m² se instalará a lo menos un enchufe por cada 8 m o fracción de

perímetro de oficina. Sobre 40 m² se instalan 5 enchufes en los primeros 40 m², más 3 por cada 40 m² adicional

5. Se deben proyectar circuitos exclusivos de enchufes y de portalámparas, excepto áreas reducidas. Los enchufes

deben estar protegidos por diferenciales y deben ser tipo alveolos protegidos (Comercial y Educacional).

COMPONENTES IMPORTANTES A CONSIDERAR EN UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA

Norma NCH Elec. Instalaciones en Baja Tensión

En las instalaciones eléctricas, existen procedimientos y diferentes parámetros y componentes que deben estar enconocimiento de del Proyectista, instalador y Supervisor

I. PROCEDIMIENTOS

1. Detectar las necesidades de la instalación

2. Estudio y confección del proyecto

3. Desarrollo y ejecución de proyecto

II. COMPONENTES

1. Dimensionamiento de conductores

2. Tipo de conductores

3. Caída de tensión

4. Equipos de protección

5. Puesta a tierra

6. Iluminación

Los problemas más comunes de las instalaciones eléctrica son:

1. Variaciones de voltaje

2. Variaciones de frecuencia

3. Señales de tensión con altos contenidos de impurezas

Que producen

1. Funcionamiento irregular de equipos eléctricos

2. Perdidas de energía por calentamiento en equipos y conductores

Que produce la circulación de corriente en los conductores

1. Exceso de temperatura (efecto youle: R x I²)

2. Disminución de la resistencia de aislación

3. Disminución de la resistencia mecánica

Caída de Tensión Corto circuitoFallas de aislación

Sobrecalentamiento

Daños que genera el mal dimensionamiento de los conductores

Cortes de suministro

Riesgo de incendios

Perdida de energía

Conductores EléctricosLos mejores conductores son los materiales metálicos: Plata – Cobre – Oro – Aluminio –

Bronce

Características de elección del conductor:

-Eléctricas: Capacidad de transporte

-Mecánicas: Resistencia al desgaste, maleable

-Uso especifico

-Costo

Quien reúne las mayores condiciones: COBRE y segundo ??

Tipos de cobre: Temple duro (conductividad 97 % c/r al cobre puro) Líneas aéreas

Temple Blando (conductividad 100 %, Dúctil y flexible se usa en

conductores cubiertos por aislante

Partes de un conductor: Alma (cobre) objetivo: trasladar la energía

Aislación (material termoplástico) evitar contacto con la energía

Cubierta protectora: Protege integridad de la aislación y alma

Clasificación

Alambre: Alma conductora una sola pieza: Línea aérea; desnudo/aislado, Inst.. Interiores

Cable : Alma conductora formada por una serie de hilos conductores de baja sección

Según numero de alma: Monoconductores – Multiconductores

Dimensionamiento de Conductores

La dimensión de los conductores es uno de los requisitos más importante alproyectar una instalación eléctrica, para la seguridad de los bienes y las personas

Hay tres condiciones que se deben cumplir:

-Reducir al mínimo las perdidas de energía-Que en condiciones normales de funcionamiento la temperatura del conductor no excedalos valores de servicios para lo que se diseño

-Que en condiciones de fallas sean capaces de soportar las demandas del sistema(protecciones)

Caída de voltaje:

La perdida de energía se manifiesta como perdida de voltaje en los conductores y se debea la resistencia eléctrica del material.

Rc = * L Donde Rc = Resistencia del conductor (Ω);

S = Resistividad especifica (Ω*mm²/m) = 0,0179

L = Long total del conductor (m)

S = Sección transversal del conductor (mm²)

La potencia que perdemos producto de la resistencia se calcula :

Pperdida = RC x I²Donde:

Pperdida : Potencia que se pierde producto de la Resistencia (Watts)

RC : Resistencia del conductor (Ω)

I : Intensidad de corriente (A)

Para disminuir las perdidas de energía la norma señala que la máxima caída de voltaje no

podrá exceder el 3 % del voltaje de alimentación

S = 2 x x L x I S = √ 3 x x L x cos ø x I

Vp Vp

Capacidad de transporte de los conductoresLa norma establece ciertos limites máximos de corriente según la sección del

conductor, para prevenir que la T° no sobrepase la recomendada. En la norma

NCh 4/2003, se establecen tablas con limites de T° según conductores de sección

milimétricas y AWG, con temperatura máxima de 30 °C y un máximo de tres

conductores por ducto

La tablas Nº 8.7 y Nº 8.7a para conductores en ductos o en cables, son aplicables a tres conductores colocados en un mismo ducto En caso de circuitos trifásicos no se considerará al neutro como un cuarto conductor y al conductor de tierra de protección en ningún caso se le considerará como un conductor activo al fijar la capacidad de transporte de una línea. Si el número de conductores activos colocados en un mismo ducto excede de tres, se deberá disminuir la capacidad de

transporte de cada uno de los conductores individuales de acuerdo al factor de corrección fn indicado en la tabla Nº 8.8. En igual forma, si la temperatura ambiente excede de 30ºC la capacidad de transporte de los conductores se deberá disminuir de

acuerdo al factor de corrección ft indicado en las tablas Nº 8.9 y Nº 8.9a.De este modo, si la temperatura ambiente y/o la cantidad de conductores exceden los valores fijados en las tablas, la corriente de servicio para cada conductor estará fijada por la expresión:

I = Is × ft × fn

Siendo It la corriente de tabla e Is la corriente de servicio.

Identificar los siguientes conductores, según tipo, partes componentes

Identificar los siguientes conductores, según tipo, partes componentes

Medidas de Protección contra Tensiones Peligrosas

• En los casos en que el diferencial se emplee en instalaciones de uso doméstico o similar en caso de falla deberá interrumpir el suministro eléctrico al circuito protegido, aún en ausencia del conductor neutro.

Para una correcta operación del protector diferencial, se debe asociar a un valor de puesta a tierra de acuerdo a su sensibilidad.

R = Vs/ Is,

Vs : Voltaje de seguridad, (50 ó 24 Volts, lugares secos o húmedos)

Is : Sensibilidad del diferencial.

Puestas a TierraTierra de Servicio: Se entiende como la puesta a tierra del neutro del empalme

Tierra de Protección: Toda pieza conductora que no sea parte del circuito, pero que puede quedar energizada por falla. Finalidad, proteger a las personas.

Se aumenta sección del conductor de protección a 2.5 mm2, cuando la sección del conductor activo es 2.5 mm2.

La puesta a tierra debe ser medible fácilmente a través de un punto accesible (cámara de registro)

Vs = Voltaje de seguridad

Lugares Seco = 50 Volts y Lugares Húmedos = 24 Volts

Rtp = Vs / 2.5 In

donde: Rtp = Valor máximo de la resistencia

In = Corriente nominal de la protección

SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA

Electrodos verticales Barra Conductores horizontales

Malla de tierra Reticulado

ILUMINACIÓN

La Iluminancia o denominada nivel de iluminación, se define como el flujo luminoso que incide sobre una superficie. Suunidad de medida es el Lux

La luminancia o denominado brillo fotométrico se define a la luz procedente de los objetos

La iluminación es aquel sistema de iluminación cuya principal finalidad es facilitar la visualización de las cosas encondiciones aceptables de eficacia, comodidad y seguridad.

Condiciones Básicas para un diseño de alumbrado1. Rendimiento o eficacia visual: La velocidad de respuesta visual y la exactitud con que captamos lo observado

2. Satisfacción visual: Mayor grado de bienestar visual

3. Eficiencia energética y costo: Evaluar previamente los equipos, la tecnología y los servicios disponibles

ILUMINACIÓN DE INTERIORES

Se tiene dos situaciones:

1. Conocido un recinto y sus dimensiones y características y las tareas a realizar, lo que define el nivel de iluminaciónrequerido, se determina el tipo de lámparas y luminarias a utilizar y el numero y su distribución.

2. Otro caso será determinar el nivel de iluminación que se obtiene en un recinto dado, en que existe un cierto tipo ycantidad de luminarias instaladas.

CALCULO DE LUMINACIÓN

Para efectuar cálculos de iluminación, se deben relacionar tres sistemas con la distribución de la luz sobre el área ailuminar:

a) Iluminación General: El tipo de luminaria, su altura y distribución, se determina para obtener una iluminaciónuniforme sobre todo el área a iluminar

a) Iluminación Localizada: Se dispone las luminarias, para obtener una iluminación alta en los puestos de mas interés yel resto queda limitada a 50 %

c) Iluminación General más Localizada: Se dispone las luminarias cerca de la tarea visual para iluminar una pequeñaárea con elevado nivel y una iluminación general para el entorno

METODO DEL LUMEN

El numero de lámparas a instalar es un recinto está dado por la siguiente formula:

N = E ∙ L ∙ A / Flamp ∙ Fm ∙ CuDonde:

E : Nivel de iluminación requerido en Lux (Está en tabla, dependiendo de la tarea visual a desarrollar)

L : Largo del recinto

A : Ancho del Recinto

Flamp: Flujo luminoso de la lámpara (cantidad de lúmenes emitido por cada equipo)

Fm : Factor de mantención total (considera factor de depreciación de luminaria y de mantención de instalaciones)

Cu : Factor de Utilización (Coeficiente) ( se obtiene de tablas existentes para cada tipo de lámparas y depende dellocal, factores de reflexión del cielo, paredes y plano de trabajo)

CU = A ∙ L / H (A + L) con H = Altura – Altura plano trabajo – Altura cielo a equipo

Factor de mantención (Fm), puede tomar valores entre 0,5 y 1, según la tabla:

Recinto muy limpio : 1.0

Recinto con aire acondicionado, luminarias y/o artefactos sellados: 0.9

Recinto normal con mantención máximo en 1 año : 0.8

Recinto muy sucio : 0.5

Factor de reflexión del cielo:

Colores Claro : 0.7

Colores Medios : 0.5

Colores Oscuros : 0.3

Factor de reflexión de las paredes:

Colores Claro : 0.5

Colores Medios : 0.3

Colores Oscuros : 0.1

La reflexión del plano de trabajo se considera igual a 0.1

Condiciones: El numero de lámparas se ajusta a un valor mayor o igual al calculado de forma de realizar una distribución

simétrica según ancho y largo del recinto.

Para calcular nivel lumínico de una instalación existente, se debe considerar las mismas expresiones, donde

N es el dato conocido

Ejemplo

Sala de clase:

Datos recinto:Largo (L) : 5 mAncho (A) : 5 mAltura (ALT) : 3 mAltura Plano Trabajo : 0.9 mAltura cielo a equipo : 0.1 m LReflexión del cielo : 0.7 LL LLLLlLReflexión de paredes : 0.5Datos de lámparasFlujo luminoso por lámpara : 5800 lúmenesFactor de mantención : 0.8Nivel de iluminación requerido : 250 Lux ( por norma)Factor de utilización (Cu) : 0.66Cantidad de lámparas : 3Lámparas en sentido longitudinal : 3Lámparas en sentido transversal : 1Espaciamiento longitudinal : 1.67 mEspaciamiento transversal : 0 mDistancia de la pared a primera lámpara longitudinal: 0.83 mDistancia de la pared a primera lámpara transversal : 2.5 m

Nivel de iluminación obtenido : 367 LuxNivel de iluminación inicial : 367 Lux (factor mantención = 1 Limpio)

METODO DEL WATT METROS CUADRADO

Según la norma NCH Elec. 4/2003. se debe aplicar la Tabla 11.24 y 11.25 y Apéndice 2

El método es el siguiente:

1. Se debe conocer el tipo de recinto y el uso que se realiza y el área del local

2. Se debe buscar la Iluminancia en Tabla 11.24 o 11.25 según el tipo de Local

3. Con la Iluminancia en Lux se busca en el Apéndice 2, la elección del tipo de luminaria

4. Luego se busca la intersección con la columna luz requerida

5. Se multiplica los Watt/mt² por el área del local y se obtiene la potencia necesaria para el nivel de requerido

4. Se debe buscar la potencia por lámpara para determinar el total

5. Se incluyen los accesorios y se considera un factor de potencia de 0.9

6. Este método es referencial , ya que considera luminarias de fabricación nacional, son niveles mínimos, no se

consideran lámparas ahorrativas

Ej.

Determinar el N° de lámparas de una sala de estudio superior

Tipo de Local Iluminancia [Lux]

Auditorios 300

Bancos 500

Bodegas 150

Bibliotecas públicas 400

Casinos, Restoranes, Cocina 300

Comedores 150

Fábricas en general 300

Imprentas 500

Laboratorios 500

Laboratorios de instrumentación 700

Naves de máquinas herramientas 300

Oficinas en general 400

Pasillos 50

Salas de trabajo con iluminación suplementaria en cada punto 150

Salas de dibujo profesional 500

Salas de tableros eléctricos 300

Subestaciones 300

Salas de venta 300

Talleres de servicio, reparaciones 200

Vestuarios industriales 100

Tabla Nº 11.24

Iluminancias Mínimas para Locales Comerciales e Industriales

Tipo de RecintoIluminancia

[Lux]

Atención administrativa 300

Bibliotecas 400

Cocinas 300

Gimnasios 200

Oficinas 400

Pasillos 100

Policlínicos 300

Salas de cirugía menor 500

Salas de cirugía mayor, quirófanos (*) 500

Salas de clases, párvulos 150

Salas de clases, educación básica 200

Salas de clases, educación media 250

Salas de clases, educación superior 300

Salas de Dibujo 600

Salas de Espera 150

Salas de Pacientes 100

Salas de Profesores 400

Tabla Nº 11.25

Iluminancias Mínimas para Locales Educacionales y Asistenciales

IluminanciaRequerida

[lux]

Tipo de Luminaria

Fluorescenteo Mercurio

Directo[W/m2]

Fluorescentecon Difusor

[W/m2]

Fluorescente en Cielos

Modulares[W/m2]

Sodio Alta Presión[W/m2]

HaluroMetálico[W/m2]

Incandescente

Directa[W/m2]

Indirecta[W/m2]

50 2,5 3 5 7 15

100 5 7 9 12 30

150 10 12 13 18 45

200 12 15 17 25 60

250 15 18 21 30 75

300 18 22 26 35 90

350 22 27 30 42 110

400 25 30 34 48 125

450 28 33 38 55 -

500 30 37 43 60 -

550 35 40 47 66 -

600 37 44 51 71 -

650 40 48 55 71 -

700 43 52 60 85 -

750 47 55 64 90 -

800 50 58 68 95 -

APENDICE 2

POTENCIA MEDIA POR UNIDAD DE SUPERFICIE ESTIMADA NECESARIA PARA OBTENER UNA ILUMINANCIA DADA

PROTECCION ELÉCTRICA

Disyuntor – termo magnético - automático