SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO
INDUSTRIAL
DIMENSIONAMIENTO DE SUMINISTRO ELÉCTRICO DE
ALUMBRADO Y FUERZA PARA LA EMPRESA G&M INGENIERIA Y
DISEÑO DE INNOVACION
CARRERA: ELECTRICISTA INDUSTRIAL
PARTICIPANTE:
HIONDER LUIS QUISPE INCACUTIPA
AREQUIPA - PUNO
2021
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DEDICATORIA
Dedico esté presente proyecto:
A mis padres, hermanos y Dios todo poderoso.
Este proyecto de innovación y/o mejora es dedicado a mis
padres y hermanos por ser los principales motores de mis
sueños, a Dios por iluminar nuestro día a día, que con humildad
paciencia y sabiduría todo es posible, gracias a ellos por
siempre confiar en mí. Así como a la institución por darnos la
oportunidad de recibir una formación y hacernos hombres de
bien.
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AGRADECIMIENTO
Agradezco a mis instructores de la institución
SENATI, quien con sus conocimientos y apoyo me
guiaron a través de cada una de las etapas de este
proyecto para alcanzar los resultados que buscaba con
éxito.
Gracias a todos.
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PRESENTACIÓN DEL PARTICIPANTE
1.- Hionder Luis Quispe Incacutipa
ID:
Carrera:
1161272
Electricista Industrial
Correo Institucional:
1161272@senati.pe
Correo Electrónico:
hionderluisq@gamil.com
Teléfono:
91686685
Programa:
Aprendizaje Dual
Escuela:
Electrotecnia Industrial
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PRESENTACIÓN DEL PROYECTO
Dimensionamiento de suministro eléctrico de alumbrado y fuerza para la empresa
G&M Ingeniería y Diseño de Innovación.
Empresa:
Ubicación:
G&M Ingeniería y Diseño de Innovación
jr. Teodomiro Gutiérrez N° 128 Puno - Perú
Lugar de diseño de proyecto:
Innovación
taller de la empresa G&M Ingeniería y Diseño de
Departamento, provincia y distrito: Puno – Puno - Puno
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CONTENIDO
RESUMEN ...................................................................................................................................... 12
CAPITULO I.................................................................................................................................... 13
1.
PLANTEAMIENTO DE PROBLEMA .................................................................................. 14
1.1.
Antecedentes ................................................................................................................. 14
1.2.
Definición de problema ................................................................................................. 14
1.2.1.
Objetivo general ..................................................................................................... 15
1.2.2.
Objetivo especifico ................................................................................................ 15
1.3.
JUSTIFICACIÓN............................................................................................................ 15
1.4.
FACTIBILIDAD ............................................................................................................... 16
1.4.1.
Datos generales ..................................................................................................... 16
1.4.2.
Viabilidad técnica ................................................................................................... 17
1.4.2.1.
Tipos o clases de materiales y componentes que serán utilizados en la
construcción e implementación del proyecto, selección de la tecnología. ................... 17
1.4.2.2.
Lugares de donde se proveerán los materiales necesarios para el
proyecto (citar nombre y localización) ................................................................................ 18
1.4.2.3.
Herramientas, máquinas y equipos requeridos para la ejecución del
proyecto indicando su disponibilidad .................................................................................. 18
1.4.2.4.
1.4.3.
1.5.
Requerimiento de mano de obra especializada ........................................... 19
Plan de actividades ............................................................................................... 19
ALCANCE ....................................................................................................................... 20
CAPITULO II .................................................................................................................................. 21
2.
MARCO TEORICO ................................................................................................................ 22
2.1.
TABLERO DE DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA ........................................................... 22
2.1.1.
Aplicaciones de los tableros eléctricos según el uso de la energía eléctrica
23
2.1.2.
Tipos de los tableros eléctricos ........................................................................... 24
2.1.3.
Características constructivas ............................................................................... 28
2.1.4.
Normas eléctricas relacionadas a tableros eléctricos de baja tensión. ........ 28
2.2.
INTERRUPTOR TERMOMAGNÉTICO ..................................................................... 32
2.2.1.
Partes de un interruptor termomagnético .......................................................... 33
2.2.2.
Funcionamiento de interruptor termomagnético. .............................................. 33
2.2.3.
Clasificación según el número de polos. ........................................................... 34
2.2.4.
Curvas de disparo ................................................................................................. 35
2.2.5.
Características de un interruptor termomagnético. .......................................... 36
2.2.6.
Marcas de interruptores en el Perú. ................................................................... 36
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2.2.7.
2.2.7.1.
2.2.8.
2.3.
Protección contra sobrecargas ............................................................................ 37
Dimensionar el interruptor termomagnético según la norma ...................... 37
Normas eléctricas relacionadas al interruptor termomagnético. .................... 38
CONDUCTORES ELÉCTRICOS. ............................................................................... 40
2.3.1.
Tipos de conductores eléctricos. ......................................................................... 41
2.3.2.
Tipos de aislamiento de conductores eléctricos. .............................................. 43
2.3.3.
Amperaje que soportan los conductores o cables de cobre ........................... 44
2.3.4.
Calibres, amperes de los conductores eléctricos. ............................................ 45
2.3.5.
Color de conductores ............................................................................................ 46
2.3.5.1.
Normas Relacionadas al color de los conductores eléctricos. ................... 46
2.3.6. Sección mínima de los conductores ........................................................................ 47
2.3.6.1.
2.3.7.
2.3.7.1.
2.3.8.
2.4.
Normas relacionadas a la sección mínima de los conductores ................. 47
Caída de tensión admisible.................................................................................. 47
Fórmula para hallar la caída de tensión:........................................................ 49
Normas técnicas peruanas relacionadas a los conductores eléctricos ........ 49
INTERRUPTOR DIFERENCIAL ................................................................................. 50
2.4.1. Características del Interruptor diferencial .............................................................. 51
2.4.2. Funcionamiento del diferencial. ............................................................................... 52
2.4.3.
Clases de interruptores diferenciales. ................................................................ 52
2.4.4.
Clasificación de las sensibilidades de los Interruptores (IΔn) ........................ 53
2.4.5.
Normas eléctricas relacionadas con el interruptor diferencial ........................ 54
2.5.
DIMENSIONAR EL CONDUCTOR PARA ENLACES EQUIPOTENCIALES ...... 55
2.5.1.
Normas relacionadas ............................................................................................ 55
2.6 DEMANDA MÁXIMA O POTENCIA INSTALADA (KW) ............................................... 59
2.7 FACTOR DE SIMULTANEIDAD (ks) ............................................................................... 59
2.7.1 Factor de simultaneidad para cuadros de distribución .......................................... 60
2.7.2 Factor de simultaneidad según la función del circuito ........................................... 60
2.8 FACTOR DE DEMANDA ................................................................................................... 61
2.8.1 Normas relacionadas a factor de demanda. ........................................................... 61
2.9 Fórmulas de cálculo eléctrico. .......................................................................................... 62
CAPITULO III ................................................................................................................................. 63
3.
METODOLOGÍA .................................................................................................................... 64
3.1 Descripción de la innovación y/o mejora o cambio propuesto .................................... 64
3.2 Secuencia y paso del trabajo ............................................................................................ 66
3.2.1 Plan de trabajo ............................................................................................................. 66
3.2.2 Exposición de los métodos o técnicas ..................................................................... 66
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3.3 Desarrollo de las etapas del proyecto de innovación y/o mejora ................................ 67
3.3.1 Levantamiento de las cargas potenciales del taller de la empresa. .................... 67
3.3.2 Ubicaciones exactas mediante el plano del taller de las maquinas eléctricas .. 68
3.3.3 Análisis y reestructuración de los circuitos de alimentación eléctrica. ................ 69
3.3.4 Cálculo de resultados y dimensionamiento de los componentes eléctricos del
taller. ........................................................................................................................................ 71
3.3.4.1 Cálculos realizados en el cuadro de resultados para el taller. .......................... 73
3.3.4.2 Cálculos de las maquinas eléctricas 3Ø de subcircuito C-1-1 .......................... 73
3.3.4.3 Cálculos de las maquinas eléctricas 1Ø de subcircuito C-1-2 .......................... 85
3.3.4.4 Cálculos de iluminación 1Ø de subcircuito C-1-3 ............................................... 99
3.3.4.5 Cálculo de interruptor termomagnético 1Ø de reserva C-1-4 ......................... 105
3.3.3.6 Calculo para la selección del interruptor termomagnético general trifásica
para los subcircuitos. .......................................................................................................... 107
3.3.4.7 Selección del conductor puesta a tierra.............................................................. 116
3.3.4.8 Selección del conductor de enlace equipotencial. ............................................ 117
3.3.3 Elaboración de planos, esquemas y diagramas técnicos correspondientes al
tablero de distribución. ........................................................................................................ 118
CAPITULO IV ............................................................................................................................... 126
4.
COSTOS Y RESULTADOS ............................................................................................... 127
4.1 Tipos y costos de materiales........................................................................................... 127
4.2 Tiempo empleado o estimado para la aplicación ........................................................ 128
4.3 Medición de resultados. ................................................................................................... 128
4.4 Beneficios de la innovación ............................................................................................. 129
4.5 Relación de costo – beneficio o retorno de la inversión. ............................................ 129
CAPÍTULO V ................................................................................................................................ 130
5.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................................................. 131
5.1 Conclusiones finales. ....................................................................................................... 131
5.2 Recomendaciones ............................................................................................................ 132
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INDICE DE FIGURAS
Figura N° 1. Ubicación física del proyecto........................................................................................ 17
Figura N° 2. Tablero de distribución................................................................................................. 23
Figura N° 3. Tablero de distribución................................................................................................. 24
Figura N° 4. Tablero CCM. ................................................................................................................ 25
Figura N° 5. Tablero de alumbrado y centro de carga. .................................................................... 25
Figura N° 6. Tablero de control de potencia. ................................................................................... 26
Figura N° 7. Tablero PCyM. .............................................................................................................. 26
Figura N° 8. Tablero auto soportado. ............................................................................................... 27
Figura N° 9. Tablero empotrado....................................................................................................... 27
Figura N° 10. Tablero adosado. ........................................................................................................ 28
Figura N° 11. Señalización de Advertencia y Peligro ........................................................................ 29
Figura N° 12. Interruptor termomagnético. ..................................................................................... 32
Figura N° 13. Símbolo del interruptor termomagnético según norma IEC 60617. .......................... 32
Figura N° 14. partes de interruptor termomagnético. ..................................................................... 33
Figura N° 15. Clasificación de termomagnéticos según el número de polos.................................... 34
Figura N° 16. Curvas de disparo. ...................................................................................................... 35
Figura N° 17. Características de un interruptor termomagnético. .................................................. 36
Figura N° 18. Conductor de alambre desnudo. ................................................................................ 41
Figura N° 19. Conductor de alambre aislado. .................................................................................. 41
Figura N° 20. Conductor de cable flexible. ....................................................................................... 42
Figura N° 21. Conductor de cordón. ................................................................................................. 42
Figura N° 22. Aislamiento de cables eléctricos. ................................................................................ 44
Figura N° 23. Máximas Caídas de Tensión Permitidas en un Circuito .............................................. 48
Figura N° 24. Interruptor diferencial. ............................................................................................... 51
Figura N° 25. Símbolo del interruptor diferencial según norma IEC 60617...................................... 51
Figura N° 26. Características del interruptor diferencial. ................................................................. 51
Figura N° 27. Funcionamiento del interruptor diferencial. ............................................................... 52
Figura N° 28. Clases de interruptor diferencial. ............................................................................... 53
Figura N° 29. Ubicación de las maquinas eléctricas. ........................................................................ 68
Figura N° 30. Reestructuración de los circuitos. .............................................................................. 69
Figura N° 31. Dobladora hidráulica de doble efecto. ....................................................................... 74
Figura N° 32. Máquina de soldar ...................................................................................................... 74
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Figura N° 33. Conductor de cable flexible. ....................................................................................... 79
Figura N° 34. caídas de tensión según norma 050-102 del Código nacional de electricidad: ......... 83
Figura N° 35. interruptor diferencial trifásica de la marca Schneider Electric de 25A .................... 85
Figura N° 36. Taladro de banco TB5120x20mm ............................................................................... 86
Figura N° 37. Esmeril doble de banco BOSCH GBG 6 ....................................................................... 86
Figura N° 38. Esmeril de 800W......................................................................................................... 87
Figura N° 39. Taladro de 750W BOSCH. ........................................................................................... 88
Figura N° 40. Compresora para pintar láminas de acero inoxidable. .............................................. 88
Figura N° 41. Conductor de cable flexible. ....................................................................................... 93
Figura N° 42. interruptor termomagnético de la marca Schneider Electric de 25A para C-1-2....... 97
Figura N° 43. Curvas de disparo. ...................................................................................................... 98
Figura N° 44. Interruptor diferencial de 25A.................................................................................... 99
Figura N° 45. Conductor de cable flexible THW-90 ........................................................................ 102
Figura N° 46. Interruptor termomagnético de 20A para reserva. ................................................. 106
Figura N° 47. Tablero eléctrico. ...................................................................................................... 113
Figura N° 48 ubicación de los interruptores termomagnéticos, interruptor diferencial y borneras
de puesta a tierra. .......................................................................................................................... 114
Figura N° 49. Señalización de Advertencia y Peligro. ..................................................................... 116
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INDICE DE TABLAS
Tabla N° 1. Amperaje según calibre de conductores eléctricos ............................................ 44
Tabla N° 2. Amperaje según calibre de conductores eléctricos.[11] ..................................... 45
Tabla N° 3. Conductor de enlaces equipotenciales ................................................................. 56
Tabla N° 4. Conductor de puesta a tierra. ................................................................................. 58
Tabla N° 5. Factor de simultaneidad para cuadros de distribución (IEC 60439) ................ 60
Tabla N° 6. Factor de simultaneidad según la función del circuito. ....................................... 60
Tabla N° 7. Fórmulas eléctricas. ................................................................................................. 62
Tabla N° 8. cargas potenciales de equipos eléctricos. ............................................................ 67
Tabla N° 9. Cálculo de resultados y dimensionamiento de los componentes eléctricos del
taller. ................................................................................................................................................ 72
Tabla N° 10. Factor de simultaneidad Según norma IEC 604539-3 para maquinas
eléctricas monofásicas que alimenta mediante tomacorrientes de C-1-2 ............................ 90
Tabla N° 11. factor de simultaneidad para alumbrado Según norma IEC 604539-3 para el
alumbrado de todo el taller de la empresa de C-1-3. ............................................................ 100
Tabla N° 12 factor de simultaneidad para interruptor termomagnético general según
norma IEC 604539-3. ................................................................................................................. 108
Tabla N° 13. Conductor de puesta a tierra general según norma CNE 060-204 tabla 17.
........................................................................................................................................................ 116
Tabla N° 14. Conductor de enlaces equipotenciales según norma CNE 060-814 tabla 16.
para tomacorrientes de máquinas eléctricas de monofásico y trifásico de C-1-1 y C-1-2117
Tabla N° 15. Cuadro de costos. ................................................................................................ 127
Tabla N° 16. Tiempo empleado en ejecución del proyecto y costo total de mano de obra.
........................................................................................................................................................ 128
Tabla N° 17. Costo total del proyecto. ..................................................................................... 128
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RESUMEN
Este proyecto se realizó en la empresa G&M INGENIERIA Y DISEÑO DE
INNOVACION. y tuvo como objetivo realizar dimensionamiento e instalación de
suministro eléctrico de alumbrado y fuerza en el taller de la empresa, la cual consta
de una planta primer nivel donde se encuentra el taller dividido en tres áreas,
oficina, taller y almacenamiento. El proyecto constó de dimensionamiento del
tablero de distribución, conductor de puesta a tierra, cableado e instalación de
suministro eléctrico de alumbrado y fuerza, de todo el taller cumpliendo con todas
las normativas vigentes.
En su implementación se realizó la toma de datos técnicos de las cargas de los
equipos del taller, el análisis de las cargas en Excel sirvió para un correcto
dimensionamiento tanto del cableado como de los accesorios del tablero.
Este proyecto para la selección de los componentes se ha realizado tomando
en cuenta las normas técnicas necesarios. Norma IEC 60364-4-43 para la
determinación de los interruptores de protección, también para selección de
conductores de cada circuito, 030-002 Sección Mínima de Conductores, así como
la tabla 16 del CNE Sección 060-814 respecto a dimensionamiento del conductor
de enlace equipotencial y tabla 17 del CNE Sección 060812 respecto a
dimensionamiento del conductor de puesta a tierra.
Los diagramas y esquemas de conexión y montaje fueron realizados con AutoCAD.
Las labores de montaje e instalación se realizaron bajo observancia de las normas
técnicas correspondientes y en correctas condiciones de seguridad.
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CAPITULO I
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1. PLANTEAMIENTO DE PROBLEMA
1.1.
Antecedentes
La empresa G&M INGENIERIA Y DISEÑO DE INNOVACION se ubica en
departamento Puno de provincia puno, cuenta con un taller que ocupa un área total
de 63 m2 y las labores que realiza en su proceso de producción es la fabricación
de tableros eléctricos de media y baja tensión.
Para la realización de los tableros La empresa cuenta con 1 prensa dobladora
con cilindros hidráulicos de doble efecto de 100000psi, 1 taladro de banco, lo cual
es TB5120I 20MM, 1 esmeril de banco GBG 6 BOSCH de 350W, 1 maquina
soldadora y 1 compresora los cuales están conectados al suministro eléctrico
principal mediante un interruptor termomagnético, en cuanto a la iluminación cuenta
con 15 lámparas, 13 son fluorescentes tubulares de 36 WATS cada una y 2 son
LED estándar que proporcionan iluminación necesaria en los talleres de producción
los cuales se encuentran conectados a la misma red de fuerza, en cuanto al sistema
del cableado si cuenta con conductores de cobre de alambre aislado (THW) de
12AWG.
1.2.
Definición de problema
El problema de la empresa G&M INGENIERIA Y DISEÑO DE INNOVACION
consiste en que sólo cuenta con un interruptor termomagnético que proporciona la
distribución del suministro eléctrico al mando de fuerza y el alumbrado,
incumpliendo las normas eléctricas de control eléctrico, en cuanto al cableado se
puede encontrar que tampoco cumple con las normas eléctricas en las
características que debe de tener este cableado como el calibre según la
característica de la carga y el color respectivo. También se tiene como problema
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que tampoco tiene la selección de conductores de puesta a tierra como el enlace
equipotencial según como lo indica la norma.
OBJETIVOS
1.2.1. Objetivo general
Realizar dimensionamiento e instalación de suministro eléctrico de alumbrado
y fuerza para el taller de la empresa G&M INGENIERIA Y DISEÑO DE
INNOVACION, durante el periodo 2021-10.
1.2.2. Objetivo especifico
✓ Realizar levantamiento Y el diagnostico de cargas potenciales de la
empresa.
✓ Realizar cálculos de los parámetros eléctricos del alumbrado y fuerza del
tablero.
✓ Dimensionar y seleccionar equipos eléctricos de distribución en el tablero,
de
control
y
protección
(conductores
eléctricos,
interruptores
termomagnéticos e interruptor diferencial).
✓ Selección de conductor de protección. (sistema de puesta a tierra)
✓ realizar los esquemas y diagramas técnicos correspondientes al tablero de
distribución.
1.3.
JUSTIFICACIÓN.
La realización de este proyecto es conveniente porque se va a estandarizar
bajo normativas el cableado y la distribución del suministro eléctrico en el tablero
eléctrico, Así mediante la implementación técnica de este tablero se va a evitar
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riesgos y accidentes como electrocución por parte de los trabajadores, también
como efecto de una buena distribución y estandarización de los elementos del
tablero eléctrico, Se alargará el tiempo de utilidad de los equipos y herramientas
eléctricas de trabajo que posee la empresa para la fabricación de tableros
eléctricos.
Con este proyecto se adquirirán más conocimientos respecto a las normativas
y la factibilidad que puede proporcionar los componentes eléctricos que se utilizarán
en la realización de este proyecto.
1.4.
FACTIBILIDAD
El presente proyecto es factible de realizar, debido a que se cuenta con los
recursos técnicos y financieros, los conocimientos tecnológicos especializados y
las facilidades para realizar su ejecución, todo lo cual se detalla a continuación.
1.4.1. Datos generales
•
Nombre del proyecto: Dimensionamiento de suministro eléctrico de
alumbrado y fuerza para la empresa G&M INGENIERIA Y DISEÑO DE
INNOVACION. Periodo 2021-10.
•
Naturaleza del proyecto: El proyecto se basa en la incorporación de un
tablero de distribución para el suministro eléctrico del alumbrado y fuerza, de
todo el taller de la empresa.
•
Nombre de la persona que promueve el proyecto:
Gerente general ing. Abel Guerra Mamani, jefe de la planta y supervisor,
gym.idi1@gmail.com
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•
Nombre y puesto del responsable del proyecto en la empresa:
Gerente general ing. Abel Guerra Mamani, jefe de la planta y supervisor
•
Ubicación física del proyecto:
Figura N° 1. Ubicación física del proyecto.
1.4.2. Viabilidad técnica
1.4.2.1.
Tipos o clases de materiales y componentes que serán
utilizados en la construcción e implementación del proyecto,
selección de la tecnología.
✓ Caja de tablero (1).
✓ Interruptor termomagnético 3Ø (2).
✓ Interruptor termomagnético 1Ø (3).
✓ Interruptor diferencial (2).
✓ Conductores eléctricos.
✓ Tubos de PVC de 1/2”.
✓ Bornes de tierra.
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✓ Pegamento para PVC
✓ Riel din ranuradas 60cm.
✓ Cinta aislante.
1.4.2.2.
Lugares de donde se proveerán los materiales necesarios para
el proyecto (citar nombre y localización)
Consorcio EG Perú S.A.C., Av. Los quechuas 108 Urb. Salamanca – Lima.
1.4.2.3.
Herramientas, máquinas y equipos requeridos para la ejecución
del proyecto indicando su disponibilidad
•
Taladro eléctrico.
•
Amoladora Crown 2200W.
•
Destornillador eléctrico.
•
Voltímetro de 220V-600V AC.
•
Amperímetro de gancho 500A.
•
Brocas para concreto de 5/16”.
•
Alicate de punta.
•
Alicate de corte.
•
Alicate universal.
•
Destornilladores estrella y plano.
•
Corta tubos.
•
Pistola de calor.
•
Flexómetro.
•
Wincha pasa cable 10m e industrial.
•
Rotomartillo Crown.
•
Combo.
•
Cincel.
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1.4.2.4.
•
Escalera tijera en fibra de vidrio industrial de 7 pasos 2.1mtros
•
Cúter.
•
Alicate Pela cables.
Requerimiento de mano de obra especializada
Para la realización de este proyecto se cuenta con los conocimientos
necesarios en dimensionamiento, instalación y montaje de sistemas
eléctricos requeridos para el proyecto.
1.4.3. Plan de actividades
Nombre del proyecto
marzo
abril
mayo
junio
semana
semana
semana
semana
semana
semana
semana
semana
semana
semana
semana
semana
semana
semana
semana
semana
semana
semana
semana
Dimensionamiento de
suministro
eléctrico
de alumbrado y fuerza
para la empresa G&M
Ingeniería y Diseño
de Innovación
febrero
01
02
03
04
05
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
06
Planteamiento del
problema
Antecedentes
Definición de
problema
Objetivos
Justificación
Factibilidad
Marco teórico
Metodología
Costo y resultado
Conclusiones
recomendaciones
y
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1.5.
ALCANCE
•
En el presente proyecto no se realizará el análisis técnico de la instalación
de la varilla del sistema de puesta a tierra.
•
No se realizarán cálculos ni la instalación de los tableros de mando o control
de las maquinas eléctricas.
•
Se realizará el cálculo de la caída de tensión en
determinación del conductor de puesta a tierra, así
equipotencial del circuito de fuerza.
En este proyecto se tomará en cuenta la iluminación
locales para el dimensionamiento de su control y
dimensionamiento del sistema de iluminación.
•
los conductores, y
como el de enlace
actual que tiene los
no se realizara el
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SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
CAPITULO II
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2. MARCO TEORICO
2.1.
TABLERO DE DISTRIBUCIÓN ELÉCTRICA
Los tableros eléctricos son los encargados de proteger los componentes de
mando y de control de cualquier sistema eléctrico desde un circuito básico en
un hogar hasta el de una maquina industrial. En estos se puede concentrar los
dispositivos de conexión, maniobra, protección, etc. que permitan que una
instalación eléctrica funcione en óptimas condiciones.
Estos tableros de electricidad deben cumplir con una serie de normas que
garantice el funcionamiento adecuado y el suministro de energía correcto. Así,
con un flujo correcto de distribución de energía se puede asegurar la seguridad
de las instalaciones que presenten un tablero industrial.
Para hablar de productos de calidad en cuestión de un gabinete eléctrico,
debemos hablar de una medida importante de protección, hablamos pues, de la
instalación de interruptores de seguridad. Estos interruptores suelen ser de dos
tipos: termomagnéticos, para el cuidado del tablero eléctrico industrial y la
instalación de variaciones de corriente, y diferencial, para la protección de los
usuarios.
Uno de los tantos puntos a favor de un tablero eléctrico industrial es que
está suministrado por completos rieles, plastrones y placas de entrada con
cables recortables y además están diseñados con dimensiones idénticas de
anchura y profundidad. [1]
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Figura N° 2. Tablero de distribución
Fuente: pertel.pe/producto/tablero-de-distribución/
2.1.1. Aplicaciones de los tableros eléctricos según el uso de la energía
eléctrica
Dependiendo del área al que se quiera aplicar el tablero podemos usarlo
en el ámbito industrial, minero o doméstico y según el uso de energía eléctrica,
sus aplicaciones son las siguientes: [2]
✓ Centros de carga o de uso residencial
✓ Caldas de seccionamiento
✓ Centro de control de motores
✓ Centro de distribución de potencia
✓ Centro de fuerza
✓ Alumbrado
✓ Subestaciones.
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2.1.2. Tipos de los tableros eléctricos
Podemos encontrar y clasificar diferentes tipos de tableros ya sea por su
aplicación o su por contenido de estos. [3]
Tablero de distribución (TD)
Estos se encargan de distribuir la corriente eléctrica hacia diferentes puntos
del sistema. Dentro de este tipo podemos encontrar tres diferentes: [3]
•
Distribución principal: son los que se conectan directamente a la línea
de alimentación y tienen un interruptor maestro o principal capaz de
cortar todo suministro de energía.
•
Distribución secundaria: Son derivaciones del tablero principal y se
encargan de controlar pequeñas partes del sistema.
Figura N° 3. Tablero de distribución
Fuente: https://www.ingmecafenix.com/electricidad-industrial/tableros-electricos/#more-4990
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Tablero de centro de control de motores (CCM)
Este tablero se caracteriza por tener como componentes principales
contactores, relevadores y todo tipo de componente que se utiliza para controlar
a los motores eléctricos. [3]
Figura N° 4. Tablero CCM.
Fuente: https://www.ingmecafenix.com/electricidad-industrial/tableros-electricos/#more-4990
Tablero de alumbrado y centros de carga
Sirven para distribuir pequeñas cargas eléctricas como puede ser a
contactos y alumbrado. [3]
Figura N° 5. Tablero de alumbrado y centro de carga.
Fuente: https://www.ingmecafenix.com/electricidad-industrial/tableros-electricos/#more-4990
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Tablero de control de potencia
La característica principal de este tipo es que controla una gran cantidad
de corriente eléctrica que van desde los 1,000A hasta los 6,000A y voltajes
hasta de 600v en corriente alterna. [3]
Figura N° 6. Tablero de control de potencia.
Fuente: https://www.ingmecafenix.com/electricidad-industrial/tableros-electricos/#more-4990
Tablero de protección, control y medición (PCyM)
Este tipo está compuesto por diferentes tableros auto soportados donde
cada uno de ellos está diseñado para cumplir una función específica como
puede ser de control, de protección, control y medición. [3]
Figura N° 7. Tablero PCyM.
Fuente: https://www.ingmecafenix.com/electricidad-industrial/tableros-electricos/#more-4990
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Tablero auto soportado
Tiene la capacidad de sostener su propio peso y normalmente se coloca
sobre un pedestal ya sea fijado o anclado. [3]
Figura N° 8. Tablero auto soportado.
Fuente: https://www.ingmecafenix.com/electricidad-industrial/tableros-electricos/#more-4990
Tablero empotrado
Este tipo de tablero se caracteriza por que va colocado dentro de las
paredes y/o estructuras. [3]
Figura N° 9. Tablero empotrado.
Fuente: https://www.ingmecafenix.com/electricidad-industrial/tableros-electricos/#more-4990
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Tablero adosado
Están diseñados para ser colocados junto a las paredes o cualquier tipo de
estructura. [3]
Figura N° 10. Tablero adosado.
Fuente: https://www.ingmecafenix.com/electricidad-industrial/tableros-electricos/#more-4990
2.1.3. Características constructivas
Son modulares, auto soportados o murales, fabricadas con estructuras de
plancha de fierro de hasta 3mm, puertas, techo y tapas.
El grado de protección estándar es IP20 y se pueden fabricar hasta con un
grado de protección IP55 (protegido contra el polvo y contra chorros de agua en
cualquier dirección. [2]
2.1.4. Normas eléctricas relacionadas a tableros eléctricos de baja
tensión.
Según El Código Nacional de Electricidad (CNE):
150-402 Ubicación de Tableros
a) Los tableros no deben ser ubicados en carboneras, armarios de ropa,
cuartos de baño, escaleras, ambientes de doble altura, lugares
peligrosos, ni en ningún otro lugar poco adecuado.
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b) Los tableros en unidades de vivienda se deben ubicar tan alto como sea
posible, pero teniendo en cuenta que ninguna manija de dispositivo de
protección quede a más de 1,7 m sobre el nivel del piso. [4]
150-404 Señalización de Advertencia y Peligro
Todos los tableros deben tener señalización de advertencia y peligro
claramente visible, de acuerdo a la norma DGE “Símbolos Gráficos en
Electricidad”. [4]
Figura N° 11. Señalización de Advertencia y Peligro
Fuente: https://html.pdfcookie.com/02/2019/11/25/z52ez3d1zd28/z52ez3d1zd28.html
•
050-108 Espacio en tableros para circuitos derivados
(1) Para una unidad de vivienda unifamiliar se debe proveer suficiente espacio en
el tablero, para al menos cuatro interruptores automáticos bipolares contra sobre
corrientes.
(2) No obstante la Subregla (1), debe proveerse suficiente espacio en el tablero
para dos dispositivos de protección adicionales para futuras ampliaciones. [4]
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(3) Donde se prevea cocina o equipo trifásico se deben proveer interruptor
automático contra sobre corrientes tripolar.
(4) En el caso de viviendas unifamiliares o departamentos en edificios de vivienda,
donde sea aplicable la Regla 110(2) de esta Sección, se debe prever en el tablero
el espacio necesario para por los menos, la siguiente cantidad de interruptores
automáticos contra sobre corrientes:
a) Tres interruptores automáticos contra sobre corrientes bipolares de 15 A, para
carga de hasta 3 000 W, con suministro monofásico. [4]
•
020-028 Inspección de los Trabajos Eléctricos
Toda instalación eléctrica debe ser accesible para efectos de inspección por
parte de la Autoridad competente, antes de culminar los trabajos de acabado,
entablado, u otra construcción similar de la edificación. [4]
•
020-308 Espacio de Trabajo Alrededor del Equipo Eléctrico
Se debe proveer un espacio mínimo de trabajo con piso no deslizante de un
1m alrededor de equipos eléctricos, tales como tableros de distribución, de control
y centros de control de motores instalados dentro de cubierta metálicas, excepto
cuando no se requiera dicho espacio de trabajo detrás de tales equipos, donde no
haya partes renovables, como fusibles o interruptores, y donde todas las
conexiones sean accesibles desde otros lados que no sean el posterior. [4]
•
020-100 Marcado de Equipos
En cada tablero de distribución se debe indicar de manera visible y clara,
respecto de cada interruptor automático, interruptor o fusible:
(a) La porción de la instalación que controla.
(b) La capacidad nominal del dispositivo de sobrecorriente permitido. [4]
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•
050-108 Espacio en Tableros para Circuitos Derivados
(1) Para una unidad de vivienda unifamiliar se debe proveer suficiente
espacio en el tablero, para al menos cuatro interruptores automáticos
bipolares contra sobrecorrientes.
(2) No obstante, la Subregla (1), debe proveerse suficiente espacio en el
tablero para dos dispositivos de protección adicionales para futuras
ampliaciones.
(3) Donde se prevea cocina o equipo trifásico se deben proveer interruptor
automático contra sobrecorrientes tripolar.
(4) En el caso de viviendas unifamiliares o departamentos en edificios de
vivienda, donde sea aplicable la Regla 110(2) de esta Sección, se debe
prever en el tablero el espacio necesario para por los menos, la siguiente
cantidad de interruptores automáticos contra sobrecorrientes:
a) Tres interruptores automáticos contra sobrecorrientes bipolares de 15
A, para carga de hasta 3 000 W, con suministro monofásico.
b) Cinco interruptores automáticos contra sobrecorrientes bipolares, de
los cuales uno debe ser de 20 A, para cargas mayores a 3 000 W y hasta
5 000 W, con suministro monofásico.
c) Siete interruptores automáticos contra sobrecorrientes, de los cuales
dos deben ser de 30 A, para cargas mayores de 5 000 W y hasta 8 000
W, con suministro monofásico, o dos tripolares de 15 A con suministro
trifásico. [4]
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2.2.
INTERRUPTOR TERMOMAGNÉTICO
El interruptor termomagnético es un dispositivo que corta la corriente
eléctrica de un circuito automáticamente, a diferencia de los fusibles estos no
son necesarios cambiarlos cuando actúan.
Actúa cuando la corriente sobrepasa el valor nominal establecido en las
especificaciones técnicas el dispositivo. Su función es proteger y dar seguridad
a la instalación eléctrica ante la presencia de alguna falla (corto circuitos y
sobrecargas). Estos elementos de protección son de uso obligatorio según la
estipula de CNE del Perú. [5]
Figura N° 12. Interruptor termomagnético.
Fuente: https://assets.tramontina.com.br/upload/tramon/imagens/ELT/58013031PNM001G.png
SIMBOLO
Figura N° 13. Símbolo del interruptor termomagnético según norma IEC 60617.
Fuente: https://gallery.proficad.com/simbolos/instalaciones/aparamenta-y-dispositivos-de-control-yproteccion/
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2.2.1. Partes de un interruptor termomagnético
•
Bobina metálica: Es la que garantiza de forma magnética el disparo
del interruptor en caso de cortocircuitos.
•
Bimetal: Garantiza de forma térmica el disparo del interruptor en caso
de que haya sobrecargas.
•
Contacto móvil: Abre el circuito en caso de detección de sobrecarga
o cortocircuitos.
•
Cámara de extinción: Se encarga de disipar el arco eléctrico que se
genera. [5]
Figura N° 14. partes de interruptor termomagnético.
Fuente: https://sites.google.com/site/399montajeelectromecanico/interruptores-temomagneticos
2.2.2. Funcionamiento de interruptor termomagnético.
La base del funcionamiento de un interruptor termomagnético se basa en la
dilatación de un metal por el calor y en las fuerzas de atracción que generan los
campos magnéticos.
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Por un lado, tenemos un bimetal por el cual circula una corriente. Al aumentar
la intensidad de esta, este metal comienza a disipar calor y a dilatarse, provocando
así la apertura del circuito.
Por otra parte, tenemos una bobina por la cual circula una corriente y genera
un cierto campo magnético. Al aumentar la intensidad de la corriente, aumenta la
intensidad del campo magnético, generando una fuerza de atracción en un núcleo
que hay en el interior de esta.
Cuando el campo magnético es lo suficientemente grande para atraer todo el
núcleo (corriente eléctrica en exceso), se genera el corte del circuito. [6]
2.2.3. Clasificación según el número de polos.
❖ Unipolar. – Es un interruptor de un solo polo.
❖ Bipolar. – Cuenta con dos polos.
❖ Tripolar. – Cuenta con tres polos.
❖ Tetrapolar. – Cuenta con cuatro polos. [6]
Figura N° 15. Clasificación de termomagnéticos según el número de polos.
fuente: https://www.ingenieriacolectiva.com.mx/2020/03/31/que-es-el-interruptor-termomagnetico/
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2.2.4. Curvas de disparo
Existe 6 tipos de curvas de disparo:
1. Tipo Z: El accionamiento magnético se produce para una corriente de 2
a 3 veces In (ideal para proteger circuitos electrónicos).
2. Tipo B: El accionamiento magnético se produce para una corriente de 3
a 5 veces In (ideal cuando no hay arranque de motores o bobinados).
3. Tipo C: El accionamiento magnético se produce para una corriente de 5
a 10 veces In (la más usada en hogar e industria).
4. Tipo D: El accionamiento magnético se produce para una corriente de
10 a 20 veces In (motores de mucha inercia y transformadores).
5. Tipo K: El accionamiento magnético se produce para una corriente de 8
a 12 veces In (motores de mucha inercia y transformadores).
6. Tipo S: El accionamiento magnético se produce para una corriente de 13
a 17 veces In (Motores de mucha inercia y transformadores).[7]
Figura N° 16. Curvas de disparo.
Fuente: https://images.app.goo.gl/oAJcb5fK4VneMWik8.
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2.2.5. Características de un interruptor termomagnético.
Las características de estos sistemas se pueden obtener interruptores
de diversas velocidades de operación, lo que permitirá ubicarlos en diferentes
partes de una instalación y de este modo optimizar la protección.[8]
Figura N° 17. Características de un interruptor termomagnético.
Fuente: http://electrofacil-soltec.blogspot.com/2017/03/diferencial-y-magnetotermicos.html?m=1
2.2.6. Marcas de interruptores en el Perú.
•
Siemens.
•
Bticino.
•
Merlin Gerin.
•
Stronger.
•
Shneider electric
•
ABB.
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2.2.7. Protección contra sobrecargas
Norma IEC 60364-4-43:
Establece que los circuitos de una instalación (salvo algunas excepciones)
deben estar provistos de un equipo de protección adecuado, para interrumpir la
corriente de sobrecarga antes de que provoque un calentamiento excesivo que
dañe el aislamiento del cable o el equipo conectado en el circuito.
Para asegurar la protección de acuerdo con la norma IEC 60364-4-43 es
necesario que se cumplan las siguientes reglas. [9]
2.2.7.1.
Dimensionar el interruptor termomagnético según la norma
Para la selección del interruptor termomagnético se aplica la norma IEC
60364-4-43, El dispositivo debe satisfacer las dos condiciones siguientes:
•
Regla 1
( IB ≤ In ≤ Iz )
•
Regla 2
( If ≤ 1.45xIz )
Dónde:
•
IB = Corriente demandada por la carga del circuito.
•
In = Corriente nominal del interruptor.
•
Iz = Capacidad de conducción de corriente del cable.
•
If = corriente convencional de disparo del interruptor automático.
La regla 1 satisface las condiciones generales de protección contra sobrecarga.
La regla 2 se emplea para la protección contra sobrecarga; un interruptor
automático requiere que la corriente de funcionamiento seguro If, no sea
nunca superior a 1.45 In.
If se debe verificar siempre en caso de que el dispositivo de protección sea un
fusible. [9]
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Analizando la regla general de protección IB ≤ In ≤ Iz, resulta evidente que
se pueden realizar dos condiciones de protección distintas:
La condición de protección máxima, utilizando un interruptor con una
corriente nominal próxima o igual a la corriente demandada IB, y una condición
de protección mínima, escogiéndolo con una corriente nominal próxima o igual a la
máxima capacidad de conducción de corriente del cable.
Está claro que escogiendo la condición de protección máxima se puede
presentar la situación de afectar la continuidad del servicio, aunque estará
garantizada la operación del interruptor aún en casos de cargas anormales que
puedan soportarse. [9]
2.2.8. Normas eléctricas relacionadas al interruptor termomagnético.
Normas Técnicas Peruanas
NTP-IEC 60898-1: “Interruptores automáticos para protección contra sobre
corrientes en instalaciones domésticas y similares. Parte 1: Interruptores
automáticos para operación con C.A.
Esta parte de la norma IEC 60898 se aplica a los interruptores automáticos
con corte en aire para corriente alterna a 50 o 60 Hz, de tensión nominal hasta 440
V (entre fases), corriente nominal hasta 125 A y capacidad de corto circuito nominal
no superior a 25 000 A. [10]
040-210 Interruptores e Interruptores Automáticos Usados en las Conexiones
(1)
En el lado de alimentación de la conexión se debe instalar un interruptor de
aislamiento o seccionamiento y debe tener enclavamiento con los interruptores e
interruptores automáticos, excepto cuando el dispositivo primario de desconexión
es considerado equivalente a un interruptor de aislamiento o seccionamiento. [10]
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(2)
Cuando se usan bobinas de disparo por sobrecorriente para los
interruptores, se debe instalar una en cada conductor no conectado a tierra del
circuito. [10]
050-400 Ramales Principales en Unidades de Vivienda
En las unidades de vivienda a las que es aplicable la Regla 050-110(2), se
permite que un interruptor automático instalado en el tablero sirva para la protección
de hasta dos - y sólo dos - ramales principales. En este caso, el interruptor
automático debe garantizar la protección de los conductores de cada uno de los
ramales principales de manera independiente. [10]
80-012 Capacidades Nominales de Equipos de Protección y Control (ver
Anexo B)
Para circuitos de 1 000 V o menos:
(a) Los equipos eléctricos requeridos para interrumpir corrientes de falla, deben
tener capacidades nominales suficientes para la tensión nominal empleada y para
la corriente de falla que pueda presentarse en sus bornes; [10]
(b) Los equipos eléctricos requeridos para interrumpir otras corrientes que no sean
de falla, deben tener capacidad nominal suficiente para la tensión nominal
empleada y para la corriente a interrumpir. [10]
080-104 Capacidad Nominal de Dispositivos de Sobrecorriente
La capacidad nominal o el ajuste de los dispositivos de sobrecorriente no debe
exceder la capacidad de corriente de los conductores que protegen. [10]
080-112 Dispositivos de Sobrecorriente en Paralelo
(1)
Los dispositivos de sobrecorriente no deben ser conectados en paralelo en
circuitos con tensiones nominales de 1 000 V o menos.
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(2)
No obstante, lo especificado en la Subregla (1), se permite que sean
conectados en paralelo los fusibles de tipo semiconductor con capacidades de
ruptura de 100 000 A o más, y los interruptores automáticos con tensiones
nominales de 1 000 V o menos, en la medida que éstos sean ensamblados en
fábrica en paralelo, conformando una sola unidad. [10]
080-300 Generalidades
(1) Los interruptores automáticos deben ser del tipo de disparo libre.
(2) Se debe proveer una indicación tanto en el interruptor automático como en el
punto de operación, para mostrar si el interruptor está en posición abierto o
cerrado. [10]
080-400 Capacidad Nominal de Dispositivos de Control
Los dispositivos de control deben tener capacidades nominales adecuadas
para la carga conectada en los circuitos que controlan y, exceptuando los
interruptores de aislamiento, deben ser capaces de conectar e interrumpir tales
cargas con seguridad. [10]
080-406 Ubicación de Dispositivos de Control
Los dispositivos de control, a excepción de los interruptores de aislamiento o
seccionadores, deben ser fácilmente accesibles. [10]
2.3.
CONDUCTORES ELÉCTRICOS.
Un conductor eléctrico es un elemento fabricado y pensado para conducir
electricidad. El material principal con el que están fabricados es con cobre (por su
alto grado de conductividad) aunque también se utiliza el aluminio que, aunque su
grado de conductividad es menor también resulta más económico que el cobre. [11]
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2.3.1. Tipos de conductores eléctricos.
➢ Conductor de alambre desnudo
Figura N° 18. Conductor de alambre desnudo.
fuente: https://masvoltaje.com/blog/tipos-de-cables-electricos-que-existen-n12
Es un solo alambre en estado sólido, no es flexible y no tiene
recubrimiento, un ejemplo de uso este tipo de conductores es la utilización para la
conexión a tierra en conjunto con las picas de tierra. [11]
➢ Conductor de alambre aislado
Figura N° 19. Conductor de alambre aislado.
fuente: https://masvoltaje.com/blog/tipos-de-cables-electricos-que-existen-n12
Es exactamente lo mismo que el conductor de alambre desnudo con tan solo
una diferencia, en este caso el conductor va recubierto de una capa de aislante de
material plástico para que el conductor no entre en contacto con ningún otro
elemento como otros conductores, personas u objetos metálicos. El alambre
aislado se utiliza mucho más que el cobre desnudo tanto en viviendas como
oficinas. [11]
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➢ Conductor de cable flexible
Figura N° 20. Conductor de cable flexible.
fuente: https://masvoltaje.com/blog/tipos-de-cables-electricos-que-existen-n12
El cable eléctrico flexible es el más comercializado y el más aplicado, está
compuesto por multitud de finos alambres recubiertos por materia plástica. Son tan
flexibles porque al ser muchos alambres finos en vez de un alambre conductor
gordo se consigue que se puedan doblar con facilidad, son muy maleables. [11]
➢ Conductor de cordón
Figura N° 21. Conductor de cordón.
fuente: https://masvoltaje.com/blog/tipos-de-cables-electricos-que-existen-n12
Están formados por más de un cable o alambre, se juntan todos y se envuelven
de manera conjunta por segunda vez, es decir, tienen el propio aislamiento de cada
conductor más uno que los reúne a todos en un conjunto único. [11]
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2.3.2. Tipos de aislamiento de conductores eléctricos.
Casi todos los conductores tienen una capa de recubrimiento o aislamiento
para prevenir que entren en contacto unos con otros y provoquen un cortocircuito.
Se puede identificar el tipo de aislamiento que tiene un conductor en las
inscripciones que aparecen sobre él, son abreviaciones del inglés. Los conductores
que se utilizan para instalaciones en viviendas y oficinas son: THN, THW, THHW y
THWN. El significado de estas abreviaturas es el siguiente: [11]
1) T (Thermoplastic): Aislamiento termoplástico esto lo tienen todos los
conductores.
2) H (Heat resistant): Resistente al calor hasta 75° centígrados (167° F).
3) HH (Heat resistant): Resistente al calor hasta 90° centígrados (194° F).
4) W (Water resistant): Resistente al agua y a la humedad.
5) LS (Low smoke): Este conductor tiene baja emisión de humos y bajo
contenido de gases contaminantes.
6) SPT (Service paralell thermoplastic): Esta nomenclatura se usa para
identificar un cordón que se compone de dos conductores flexibles y
paralelos con aislamiento de plástico y que están unidos entre sí.
También se denomina cordón dúplex.
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Figura N° 22. Aislamiento de cables eléctricos.
fuente: https://masvoltaje.com/blog/tipos-de-cables-electricos-que-existen-n12
En los aislamientos de los conductores eléctricos encontramos dos
tipos de aislantes, los aislamientos termoplásticos y los aislamientos
termoestables. [11]
Aislamiento termoplástico
➢
PVC: Policloruro de vinilo.
➢
PE: Polietileno.
➢
PCP: Policloropreno, neopreno o plástico.
Aislamiento termoestable
➢
XLPE: Polietileno reticulado.
➢
EPR: Etileno-propileno.
➢
MICC: Cobre revestido, mineral aislado.
2.3.3. Amperaje que soportan los conductores o cables de cobre
A continuación, mostramos una tabla con el amperaje que soportan los cables
de cobre. [11]
Tabla N° 1. Amperaje según calibre de conductores eléctricos
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2.3.4. Calibres, amperes de los conductores eléctricos.
Tabla N° 2. Amperaje según calibre de conductores eléctricos.[11]
TABLA DE DATOS TECNICOS THW - 90 (mm2)
AMPERAJE
CALIBRE
CONDUCTOR
Nº
HILOS
mm²
DIAMETRO
HILO
DIAMETRO
CONDUCTOR
ESPESOR
AISLAMIENTO
DIAMETRO
EXTERIOR
PESO
AIRE
DUCTO
Mm
Mm
mm
mm
Kg/Km
A
A
Cable THW 2.5
mm²
7
0.66
1.92
0.8
3.5
32
37
27
Cable THW 4 mm²
7
0.84
2.44
0.8
4.1
47
45
34
Cable THW 6 mm²
7
1.02
2.98
0.8
4.6
67
61
44
Cable THW 10
mm²
7
1.33
3.99
1.1
6.2
117
88
62
Cable THW 16
mm²
7
1.69
4.67
1.5
7.7
186
124
85
Cable THW 25
mm²
7
2.13
5.88
1.5
8.9
278
158
107
Cable THW 35
mm²
7
2.51
6.92
1.5
10
375
197
135
Cable THW 50
mm²
19
1.77
8.15
2
12.3
520
245
160
Cable THW 70
mm²
19
2.13
9.78
2
13.9
724
307
203
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2.3.5. Color de conductores
2.3.5.1.
Normas Relacionadas al color de los conductores eléctricos.
Según el Código Nacional de Electricidad (CNE)
030-036 Color de los Conductores.
(1) Los conductores con aislamiento para tierra o para enlaces
equipotenciales a tierra deben:
(a) Tener un acabado externo continuo, ya sea verde o verde con una o más
franjas amarillas;
(b) En caso de secciones mayores que 35 mm2, tener etiquetado o marcado
de manera permanente con color verde o verde con una o más franjas amarillas en
el extremo de cada tramo, y en cada punto donde el conductor sea accesible.
(2) Los conductores marcados de acuerdo con lo mencionado en la Subregla
sólo deben ser usados como conductores de tierra o como
enlaces
equipotenciales a tierra. [12]
(3) Cuando se requiera emplear un código de colores para los conductores de
un circuito, debe emplearse el siguiente código, a excepción del caso de cables de
acometida y de lo dispuesto en las Reglas 030-030, 030-032 y 040-308, que pueden
modificar estos requerimientos:032 y 040-308, que pueden modificar estos
requerimientos:
Circuitos monofásicos en corriente alterna o continua (2 conductores):
- 1 conductor negro y 1 conductor rojo; o
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- 1 conductor negro y 1 blanco (o gris natural o blanco con franjas coloreadas, en
caso de requerirse conductores identificados);
Circuitos monofásicos en corriente alterna o continua (3 conductores):
- 1 conductor negro,
- 1 conductor rojo,
- 1 conductor blanco (o gris natural o blanco con franjas coloreadas);
Circuitos trifásicos:
- 1 conductor rojo (para fase A o fase R)
- 1 conductor negro (para fase B o fase S)
- 1 conductor azul (para fase C o fase T)
-1 conductor blanco o gris natural (cuando se requiera conductor neutro). [12]
2.3.6. Sección mínima de los conductores
2.3.6.1.
Normas relacionadas a la sección mínima de los conductores
Según el Código Nacional de Electricidad (CNE).
030-002 Sección Mínima de Conductores
Todos los conductores deben ser de cobre y no pueden tener una sección
menor que 2,5 mm2 para los circuitos derivados de fuerza y alumbrado y 1,5 mm2
para los circuitos de control de alumbrado; con excepción de cordones flexibles,
alambres para equipos; y alambres o cables para circuitos de control. [12]
2.3.7. Caída de tensión admisible.
Según el Código Nacional de Electricidad Utilización (CNE)
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050-102 Caída de Tensión
(1) Los conductores de los alimentadores deben ser dimensionados para que:
(a) La caída de tensión no sea mayor del 2,5%; y
(b) La caída de tensión total máxima en el alimentador y los circuitos derivados
hasta la salida o punto de utilización más alejado, no exceda del 4%. [12]
(2) Los conductores de los circuitos derivados deben ser dimensionados para que:
(a) La caída de tensión no sea mayor del 2,5%; y
(b) La caída de tensión total máxima en el alimentador y los circuitos derivados
hasta la salido o punto de utilización más alejado, no exceda del 4%.
(3) En la aplicación de la Subregla (1) anterior se debe emplear la carga conectada
al circuito derivado, si ésta es conocida; en caso contrario, el 80% de la menor
capacidad nominal de régimen de los dispositivos de protección del circuito
derivado contra sobrecarga o sobre corriente. [12]
Figura N° 23. Máximas Caídas de Tensión Permitidas en un Circuito
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Fuente:
http://www.minem.gob.pe/minem/archivos/file/Electricidad/normatividad/ManualCNEUtilizacion
.p
2.3.7.1.
Fórmula para hallar la caída de tensión:
Donde:
%∆V = Porcentaje de caída de tensión.
K = Factor:
Suministro monofásico (K = 2) Suministro trifásico (K =√3).
ρ = Resistividad eléctrica (0,0175 Ω mm2/m).
L = Longitud del conductor (m).
I = Intensidad de corriente que pasa por el conductor (A).
CosØ = Factor de potencia. Para el cálculo del conductor alimentador en
residencias es factor de potencia es 0.9.
V = Tensión de servicio en voltios (220V)
S = Sección del conductor (mm2).[13]
2.3.8. Normas técnicas peruanas relacionadas a los conductores eléctricos
➢ NORMA TÉCNICA NTP 370.301 PERUANA El uso de un método de
cálculo
diseñado
específicamente
para
grupos
que
contengan
conductores aislados o cables de diferentes secciones en tubos, canales
o ductos para cables dará como resultado un factor de corrección por
agrupamiento más preciso. [12]
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➢ NORMA TÉCNICA NTP 370.252 PERUANA “Conductores eléctricos.
Cables aislados con Cloruro de polivinilo para tensiones hasta e inclusive
450/750 V”. [12]
➢ NORMA TÉCNICA NTP 370.253 PERUANA “Conductores eléctricos.
Cables aislados con compuesto termoplástico y termoestable para
tensiones hasta e inclusive 600 V”. [12]
2.4.
INTERRUPTOR DIFERENCIAL
Este dispositivo electromagnético, nos protege de las consecuencias que se
pueden derivar de una fuga de corriente en nuestra instalación. Se llama diferencial
porque es capaz de medir la posible diferencia entre la corriente de entrada y la de
retorno.
Las corrientes de entrada y de salida tienen un diferencial muy pequeño,
cuando este diferencial sobrepasa la sensibilidad para el que están calibrados los
interruptores, se crea una corriente que activa el electroimán que a su vez posibilita
la apertura de los contactos del interruptor, impidiendo el paso de corriente.
Se cuenta con un botón físico de prueba que simula un defecto en la
instalación y por lo tanto al ser pulsado, la instalación deberá desconectar, se
recomienda probar el interruptor periódicamente.
Grados de sensibilidad para establecer el valor de la corriente con el que el flujo se
desconectará:[14]
•
Muy alta sensibilidad: 10 mA
•
Alta sensibilidad: 30 mA
•
Sensibilidad normal: 100 y 300 mA
•
Baja sensibilidad: 0.5y 1A
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Figura N° 24. Interruptor diferencial.
fuente: https://comofuncionahoy.com/interruptor-diferencial/
SIMBOLO
Figura N° 25. Símbolo del interruptor diferencial según norma IEC 60617
fuente: file:///C:/Users/HP/Downloads/ARCEL_SIMBOLOGIA%20ELECTRICA.pdf
2.4.1. Características del Interruptor diferencial
Figura N° 26. Características del interruptor diferencial.
fuente: https://es.scribd.com/document/325079164/89001685-INSTALACIONES-ELECTRICAS.
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2.4.2. Funcionamiento del diferencial.
El interruptor diferencial monitoriza constantemente la suma vectorial de la
corriente que circula a través de todos los conductores. En condiciones normales,
la suma vectorial es cero (I1+I2=0), pero en el caso de un defecto a tierra, la suma
vectorial es distinta de cero (I1+I2=Id), en cuyo caso el relé actúa y, de este modo,
provoca la apertura de los contactos principales.[15]
Figura N° 27. Funcionamiento del interruptor diferencial.
fuente: https://es.scribd.com/document/325079164/89001685-INSTALACIONES-ELECTRICAS.
2.4.3. Clases de interruptores diferenciales.
Clase AC.
Es la estándar, estos interruptores son aptos para todos los sistemas
donde se prevén corrientes de defecto a tierra senoidales. Asegura la
desconexión ante una corriente diferencial alterna. [15]
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Clase A.
Permite detectar corrientes de fuga alternas o pulsantes, con sin
componente continúa aplicadas bruscamente o de valor creciente. Son
especialmente aptos para proteger equipos con componentes electrónicos
alimentados
directamente
por
la
red
eléctrica
sin
conexión
de
transformadores. [15]
Clase A (Superinmunizado)
Es un dispositivo diferencial del tipo “A” mejorado. Evita las
desconexiones intempestivas por corrientes de alta frecuencia producidas
entre otros por los circuitos informáticos, circuitos con reactancias
electrónicas o las corrientes inducidas por las descargas de origen
atmosférico. Evitan de esta manera los saltos intempestivos debidos a
elementos externos a la instalación que protege.[15]
Figura N° 28. Clases de interruptor diferencial.
Fuente: https://como-funciona.co/un-interruptor-diferencial-disyuntor/
2.4.4. Clasificación de las sensibilidades de los Interruptores (IΔn)
Según la International Electrotechnical Commission (IEC)
Las sensibilidades o corrientes diferenciales de funcionamiento
asignadas (IΔn) están normalizadas por la IEC:
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•
Alta sensibilidad AS: 6-10-30 mA.
•
Media sensibilidad MS: 100-300 y 500 mA.
•
Baja sensibilidad BS: 1-3-5-10 y 20 A
Es evidente que la Alta Sensibilidad se utiliza con más frecuencia en
protección contra los contactos directos (protección de las personas),
mientras que las otras sensibilidades (Media Sensibilidad y Baja
Sensibilidad) se utilizan para todas las otras necesidades de protección,
contra los contactos indirectos, riesgos de incendio y de destrucción de las
máquinas.[16]
2.4.5. Normas eléctricas relacionadas con el interruptor diferencial
Según el Código Nacional de Electricidad (CNE).
020-132 Protección con Interruptores Diferenciales (ID) o Interruptores
de Falla a Tierra (GFCI)
Toda instalación en la que se prevea o exista conectado equipo de
utilización, debe contar con interruptor diferencial de no más de 30 mA de
umbral de operación de corriente residual, de conformidad con la Regla 150400; pero éste no debe ser usado como sustituto del sistema de puesta a
tierra. Se exceptúa de este requerimiento a las instalaciones comprendidas
en la Regla 60-408 (4).[17]
020-134 Uso del Interruptores Diferenciales (ID) o Interruptores de Falla
a Tierra (GFCI)
Los interruptores diferenciales (ID) o interruptores de falla a tierra
(GFCI) a ser usados, deben cumplir con las Normas Técnicas Peruanas
correspondientes. [17]
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040-216 Protección Contra Fallas a Tierra en Unidades de Vivienda [36]
(1) Todas las unidades de vivienda deberán estar dotadas con protección
contra fallas a tierra, es decir interruptor diferencial general. Este
dispositivo de protección contra fallas a tierra, deberá estar ubicado en
el tablero de la unidad de vivienda, aguas abajo del interruptor
automático del tipo termomagnético, de acuerdo con la Regla 150-400
(4) y (6).
(2) En la caja de conexión se puede instalar un interruptor diferencial o de
falla a tierra, de acuerdo a lo señalado en la Regla 150-400 (3).
(3) En instalaciones con más de tres circuitos derivados, éstos pueden
agruparse de a tres y poner a la cabeza de cada grupo un interruptor
diferencial de 30 mA de sensibilidad, de acuerdo a la Regla 150-400 (8).
(4) Para mejorar la confiabilidad del servicio de las instalaciones internas se
puede instalar un interruptor diferencial de 30 mA de sensibilidad en cada
uno y todos los circuitos derivados, aguas abajo del interruptor
automático respectivo de acuerdo a la Regla 150-400 (9). [17]
2.5. DIMENSIONAR
EL
CONDUCTOR
PARA
ENLACES
EQUIPOTENCIALES
Es el conductor que va junto con los conductores de los circuitos derivados.
La tabla nos indica cual el calibre del conductor de enlace equipotencial y que está
en función a la capacidad del interruptor termomagnético que protege dicho
circuito.[18]
2.5.1. Normas relacionadas
Según el Código Nacional de Electricidad Utilización (CNE)
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060-814 Dimensionamiento del Conductor de Enlace Equipotencial
(ver Anexo B)
(1) La sección del conductor de enlace equipotencial no debe ser menor que
aquellas dadas en la Tabla 16, pero en ningún caso necesita ser mayor que el
conductor de mayor sección no puesto a tierra en el circuito. [18]
(2) Cuando es omitido el dispositivo de sobre corriente en el circuito secundario de
un transformador, la capacidad del dispositivo de sobre corriente que se utilizará en
la determinación de la sección del conductor de enlace de dicho circuito secundario,
debe ser la sección normalizada inmediata superior que resulte de multiplicar la
capacidad del dispositivo de sobre corriente del primario por la relación de
tensiones del transformador. [18]
(3) No obstante los requerimientos de la Regla 070-108, cuando los conductores
de un circuito se instalan en paralelo, agrupados en cables o en canalizaciones
separadas, el conductor de enlace a tierra se puede también instalar en paralelo,
pero su sección no debe ser menor que la que resulte de dividir la capacidad del
dispositivo de sobre corriente, entre la cantidad de conductores de enlace; y esta
sección debe seleccionarse de la Tabla 16 para satisfacer este resultado. [18]
Tabla N° 3. Conductor de enlaces equipotenciales
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060-204 Conexiones de Puesta a Tierra en Sistemas de Corriente Alterna
(1) Los circuitos de corriente alterna que han de ser conectados a tierra deben tener:
(a) Una conexión a un electrodo de puesta a tierra por cada acometida individual,
salvo que sea como se establece en la Regla 060-200.
(b) La conexión de la puesta a tierra hecha en el lado de alimentación del dispositivo
de desconexión, bien sea en la caja de conexión, de toma u otro equipo de
conexión. En el caso de áreas o construcciones para crianza de animales, la
conexión de la puesta a tierra se debe hacer mediante otro dispositivo,
específicamente diseñado para este fin, y localizado en el circuito a tierra, ubicado
a no más de 3 m del equipo de conexión.
(c) Por lo menos una conexión adicional con el electrodo de puesta a tierra en el
transformador o en otra parte.
(d) Ninguna conexión entre el conductor de puesta a tierra del circuito, en el lado
de la carga del dispositivo de desconexión de la acometida, y el electrodo de puesta
a tierra, salvo como se establece en la Regla 060-208. [18]
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(2) Cuando el sistema sea puesto a tierra en un punto, cualquiera que éste sea, el
conductor de puesta a tierra debe tenderse hacia, y ser individual, para cada
acometida, y debe tener una capacidad nominal no menor que la indicada en la
Tabla 17; y donde el circuito puesto a tierra también se utilice como neutro debe
cumplirse con los requisitos de la Regla 030022. [18]
(3) Cuando los conductores de acometida sean ubicados en paralelo en
canalizaciones separadas, y el sistema esté puesto a tierra en algún punto, en cada
canalización debe colocarse un conductor puesto a tierra, y no obstante lo
establecido en la Regla 070-108, la capacidad nominal total de todos los
conductores puestos a tierra no debe ser menor que la capacidad nominal requerida
por la Regla 030-022. [18]
(4) No obstante la Subregla (1) para circuitos que son alimentados desde dos
fuentes en una cubierta común, o agrupadas juntas en cubiertas separadas y
empleando una derivación, se permite una sola conexión del electrodo de tierra al
punto de derivación, desde cada fuente.[18]
Tabla N° 4. Conductor de puesta a tierra.
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2.6 DEMANDA MÁXIMA O POTENCIA INSTALADA (KW)
La potencia instalada es la suma de las potencias nominales de los dispositivos
eléctricos de la instalación.
2.7 FACTOR DE SIMULTANEIDAD (ks)
IEC 60439-3 Requerimientos particulares para baja tensión y control de montajes
instalados en lugares donde las personas inexpertas tienen acceso libre- Tableros
de distribución.
En el año de 2001 se produjo una mejora a dicha norma con la publicación
de la norma IEC 60439-3 que corrige a la norma anterior en lo siguiente:
Nota: Con el fin de estandarizar el número de circuitos principales se define como
el número de circuitos de salida conectados por cada fase a la fuente. En ausencia
de información referente a corrientes reales, los valores convencionales dados en
la Tabla 9 pueden ser utilizados. [19]
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2.7.1 Factor de simultaneidad para cuadros de distribución
La Tabla muestra los valores hipotéticos de ks para un cuadro de distribución
que suministra a varios circuitos para los que no hay indicación sobre el modo en
que se divide la carga total entre ellos. Si los circuitos son principalmente para
cargas de iluminación, sería prudente adoptar los valores de ks cercanos a la
unidad. [20]
Tabla N° 5. Factor de simultaneidad para cuadros de distribución (IEC 60439)
Fuente:
https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/946/
946-guiainstalaciones-electricas-2008-s.e.pdf
2.7.2 Factor de simultaneidad según la función del circuito
Los factores ks que se pueden utilizar para circuitos que alimentan a las
cargas más habituales aparecen en la Tabla siguiente. [20]
Tabla N° 6. Factor de simultaneidad según la función del circuito.
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Fuente:
https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pedagogiques/946/
946-guiainstalaciones-electricas-2008-s.e.pdf
2.8 FACTOR DE DEMANDA
El factor de demanda en un intervalo de un sistema de distribución o de una
carga, es la relación entre su demanda máxima en el intervalo considerado y la
carga total instalada. Obviamente el factor de demanda es un número
adimensional; por tanto, la demanda máxima y la carga instalada se deberán
considerar en las mismas unidades, el factor de demanda generalmente es menor
que 1 y será unitario cuando durante el intervalo de todas las cargas instaladas
absorban sus potencias nominales.[21]
2.8.1 Normas relacionadas a factor de demanda.
Según el Código Nacional de Electricidad Utilización (CNE)
050-106 Utilización de Factores de Demanda
(3) Cuando se instalen 2 o más cargas de las cuales sólo una pueda ser utilizada
a la vez, se debe considerar la carga mayor en el cálculo de la demanda.
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(4) En el caso de cargas de calefacción ambiental y de aire acondicionado, que no
se utilizan simultáneamente, la mayor debe ser considerada en el cálculo de la
demanda.[22]
2.9 Fórmulas de cálculo eléctrico.
Tabla N° 7. Fórmulas eléctricas.
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CAPITULO III
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3.
METODOLOGÍA
3.1 Descripción de la innovación y/o mejora o cambio propuesto
El presente proyecto se realizará en el taller de la empresa G&M
INGENIERIA Y DISEÑO DE INNOVACION, tiene como etapa inicial el
levantamiento de cargas potenciales, a través de las lecturas de los parámetros
eléctricos (fuerza y alumbrado), los datos se podrán tomar en sus placas o
etiquetas, también se realizaran mediciones con la ayuda de los instrumentos
tales como el voltímetro y amperímetro para obtener datos faltantes, una vez
obtenido todos los datos necesarios (los valores máximos, medios y mínimos)
se procederá a calcular el valor total de la carga potencial del taller de la
empresa.
Esta inspección se ha realizado en el taller de fábrica de tableros eléctricos,
tomando datos específicos en las máquinas eléctricas como un doblador
hidráulico, máquina de soldar, taladro de banco, esmeril de banco, compresora,
taladros, esmeriles y la carga de iluminación tanto monofásicas y trifásicas.
Frente a estas cargas, se realiza el cálculo para el dimensionamiento y
selección de conductores de fuerza, de puesta a tierra e interruptores de
protección haciendo uso de una hoja de cálculo en Excel, y tomando en cuenta
las normas técnicas necesarios. Norma IEC60364-4-43 para la determinación
de los interruptores de protección, así como la tabla 16 y tabla 17 del CNE
Sección 060-812 respecto a dimensionamiento del conductor de puesta a tierra.
Por último, se procedió a realizar los diagramas eléctricos como diagrama
unifilar plano de la instalación eléctrica en la herramienta de software de
AutoCAD con las características pertinentes del tablero eléctrico.
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En la siguiente figura se presenta las etapas que comprende el desarrollo
del proyecto.
Inspección de la
instalación
eléctrica actual.
Inspección toma de
datos característicos
de máquinas eléctricas
(de monofásicas y
trifásicas), iluminación.
Análisis y
reestructuración de los
nuevos circuitos de
alimentación eléctrica.
Análisis, cálculo,
dimensionamiento
y selección.
Cálculo de consumos y
determinación de
parámetros eléctricos de
los circuitos de
alimentación eléctrica.
Selección de los
componentes eléctricos
del tablero y circuitos de
alimentación.
Calculo y determinación
conductores de puesta
atierra, así como enlace
equipotencial.
Elaboración de
planos, diagramas
y esquemas.
Realización de las
ubicaciones de las
maquinas eléctricas.
Realización de plano de
la instalación eléctrica y
diagrama unifilar.
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3.2 Secuencia y paso del trabajo
3.2.1 Plan de trabajo
Los pasos requeridos y necesarios que se deben de seguir para la ejecución de
este proyecto son:
•
Inspección, toma de datos del tablero y carga del taller de la empresa
•
Análisis y restructuración de los nuevos circuitos de alimentación
eléctrica.
•
Cálculo y determinación de parámetros eléctricos de los circuitos de
alimentación eléctrica.
•
Selección de componentes eléctricos de los circuitos de alimentación
(componentes del tablero, cables eléctricos y accesorios).
•
Dimensionamiento del cableado de fuerza de alumbrado y de
protección. (sistema de puesta a tierra)
•
Realización de plano de instalación, diagramas y esquemas de
montaje.
3.2.2 Exposición de los métodos o técnicas
En la realización de este proyecto para los cálculos realizados se ha utilizado
hojas de cálculo en Excel para el tablero general del taller de la empresa y tomando
en cuenta los datos obtenidos en la inspección del tablero general y los circuitos de
fuerza de las maquinas eléctricas se determina los parámetros eléctricos
necesarios para la selección de los componentes eléctricos como conductores e
interruptores. Los casos previos al cálculo fueron: tensión, factor de potencia,
potencia unitaria, factor de demanda, longitud, entre otros.
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Primeramente en la hoja de Excel se consigue determinar potencia total,
demanda máxima, corriente nominal, corriente de diseño, caída de tensión y en
esta misma hoja de cálculo en Excel, se determina la selección de componentes
necesarios del tablero general y la instalación misma de los subcircuitos eléctricos
de alimentación, esta selección se realiza de acuerdo a normas técnicas,
consiguiéndose
determinar
interruptores
de
protección,
conductores
de
alimentación y conductores de conexión a tierra. Para la realización de esquemas
eléctricos, planos del taller, diseño del taller se utilizó la herramienta de software de
AutoCAD.
3.3 Desarrollo de las etapas del proyecto de innovación y/o mejora
3.3.1 Levantamiento de las cargas potenciales del taller de la empresa.
Como la primera etapa del presente proyecto, se registró los datos de todos
los equipos eléctricos con los que cuenta la empresa, los cuales son obtenidos
desde su placa de datos o etiqueta que nos otorga el mismo fabricante del producto.
Tabla N° 8. cargas potenciales de equipos eléctricos.
CUADRO DE CARGAS EN EL TALLER DE LA EMPRESA G&M
AMBIENTE
TALLER
EQUIPOS
tensión
(voltios)
POTENCIA POTENCIA
UNITARIA TOTAL
(W)
(W)
CANTIDAD
FASES
DOBLADORA
HIDRÁULICA
1
380 V AC
11000
11000
TALADRO DE BANCO
1
220 V AC
745.7
745.7
ESMERIL DE BANCO
1
220 V AC
350
350
ESMERIL
2
220 V AC
800
1600
TALADRO
2
220 V AC
750
1500
COMPRESORA
MAQUINA
SOLDAR
LAMPARA
FLUORESCENTE
1
3Ø
1Ø
1Ø
1Ø
1Ø
1Ø
220 V AC
1500
1500
1
3Ø
380 V AC
8300
8300
13
1Ø
1Ø
220 V AC
36
468
220 V AC
5
10
LAMPARA LED
DE
2
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3.3.2 Ubicaciones exactas mediante el plano del taller de las maquinas
eléctricas
En este plano del taller se ubica mediante figuras todas las maquinas eléctricas
que existen como de trifásicas y monofásicas.
Figura N° 29. Ubicación de las maquinas eléctricas.
Lugar donde se ubica la maquina dobladora hidráulica 3Ø
Lugar donde está ubicado la máquina de soldar 3Ø
Lugar donde está ubicado el taladro de banco 1Ø
Lugar donde se ubica el esmeril de banco 1Ø
Lugar donde se ubica la compresora 1Ø
Lugar donde está ubicado el taladro 1Ø
Lugar donde está ubicado el esmeril 1Ø
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3.3.3 Análisis y reestructuración de los circuitos de alimentación eléctrica.
De acuerdo al cuadro de cargas y consumos, se realiza primeramente una
reestructuración respecto a los nuevos circuitos de alimentación eléctrica, teniendo
en consideración un control más técnico y seguro respecto a los interruptores de
protección y maniobra de las maquinas eléctricas, con los interruptores
termomagnéticos correspondientes para cada carga, para cada circuito.
Reestructuración de los circuitos en el taller
En la siguiente figura se presenta la reestructuración del circuito y los subcircuitos
(interruptores termomagnéticos) que se encontrara en este proyecto en el tablero
de distribución de alumbrado y fuerza.
C-1
C-1-1
Interruptor termomagnético
trifásica para maquinas
eléctricas.
C-1-2
Interruptor termomagnético
monofásico para
tomacorrientes de máquinas
eléctricas.
C-1-3
C-1-4
Interruptor termomagnético
monofásico para toda
iluminación.
Interruptor termomagnético
monofásico de reserva.
Figura N° 30. Reestructuración de los circuitos.
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Donde:
•
C-1 interruptor termomagnético general trifásica para los subcircuitos en el
taller de la empresa.
•
Subcircuito C-1-1 trifásica para maquinas eléctricas (dobladora hidráulica y
máquina de soldar).
Selección del interruptor diferencial AC trifásica de igual o mayor
capacidad que el interruptor termomagnético para maquinas electricas
(dobladora hidráulica y máquina de soldar).
•
Subcircuito C-1-2 monofásico para maquinas eléctricas que viene ser
alimentado por tomacorrientes (taladro de banco, esmeril de banco,
compresora, taladro, esmeril).
Selección del interruptor diferencial AC monofásico de igual o mayor
capacidad que el interruptor termomagnético para maquinas eléctricas que
viene ser alimentado por tomacorrientes.
•
Subcircuito C-1-3 monofásico para toda la iluminación del taller de la
empresa.
•
Subcircuito C-1-4 monofásico de reserva. Esta reserva puede ser para las
maquinas eléctricas que se puede implementar con el tiempo o conexiones
que se puede necesitar de energía en taller de la empresa.
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3.3.4 Cálculo de resultados y dimensionamiento de los componentes
eléctricos del taller.
Para los circuitos o cargas se procede a realizar el cálculo en la hoja de
Excel determinando los parámetros eléctricos de potencia total, máxima demanda,
corriente nominal, corriente de diseño y caída de tensión, correspondiente a cada
circuito o carga, luego con estos cálculos se realiza la selección de los conductores
de alimentación de cada circuito o carga, conductor de puesta atierra o conductor
de enlace equipotencial y el interruptor termomagnético correspondiente para cada
circuito o carga, así mismo para el interruptor general.
Para la selección de los componentes, conductores e interruptores se ha
realizado teniendo en cuenta las normas técnicas relacionadas y expuestas en la
sección teórica de este proyecto.
En la siguiente tabla se presentan los cálculos, selección, la determinación de
los componentes que conforman el tablero general y sus subcircuitos.
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Tabla N° 9. Cálculo de resultados y dimensionamiento de los componentes eléctricos del taller.
TALLER DE LA EMPRESA
DATO
CALCULO DATO
CALCULO
DATO
SELECCIÓN CALCULO SELECCIÓN
POT
DEMANDA
RESISTIVIDAD
CAIDA DE
K 1Ø TENSION COS
POT UNI
Id(A)
LONG SECCION
INTERRUPTOR
CIRCUITOS
DESCRIPCION
CANT
TOTAL
MAXIMA In (A)
DEL COBRE
TENSION
3Ø
(Volt)
FI
(W)
In*1.25%
(m) (mm^2)
TERMOM.
(KW) F. D.
(W)
(Ω.m)
△V (%)
DOBLADORA HIDRAULICA
1,732
380
0.9
1 11000 11
0.75 8250
13.92
MAQUINA DE SOLDAR
1,732
380
0.93
1 8300 8.3
0.75 6225
10.17
18.12
0.0175
12
4
0.394
3XC25
Factor de simultaneidad
INTERRUP. TERMOM. C-1-1 1,732
380
0.91
0.6 14475
14.5
por tipo de carga
MAQUINAS ELECTRICAS
TALADRO DE BANCO
2
220
0.85
1
745.7 0.7457
ESMERIL DE BANCO
2
220
0.94
1
350
0.35
0.9 5126.13
ESMERIL
2
220
0.9
2
800
1.6
TALADRO
2
220
0.85 2
750
1.5
5.35
6.68
0.0175
30
4
0.693
1XC25
COMPRESORA
2
220
0.85
1
1500
1.5
INTERRUP. TERMOM. C-1-2
C-1
Factor de simultaneidad
TOMACORRIENTES DE
2
220
0.87
0.2 5126.13
por tipo de carga
MAQUINAS ELECTRICAS
LAMPARA FLUORESCENTE
2
220
0.5
13 36
0.468
1
468
LAMPARA LED
2
220
0.9
2 5
0.01
1
10
3.1
3.87
0.0175
25
2.5
0.43
1XC16
INTERRUP. TERMOM. C-1-3
Factor de simultaneidad
2
220
0.7
1
478
ILUMINACION
por tipo de carga
RESERVA
2
220
1000
1
0.2
200
0.0175
1XC20
INTERRUP. TERMOM. C-1-4
2
220
INTERRUPTOR
Factor de simultaneidad
1,732
380
0.75
0.8 20279.13 32.86
41.07
0.0175
6
10
0.147
3XC50
TERMOMAGNETICO C-1
por tipo de carga
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3.3.4.1 Cálculos realizados en el cuadro de resultados para el taller.
Donde:
K= Factor para el cálculo de caída de tensión (2= Monofásico; √3=1.732= Trifásico).
V= Tensión en volts (1φ = 220; 3φ = 380).
Cosφ= Factor de potencia.
Pot. Unit= Potencia unitaria en watts.
Pot Total= Potencia total en W.
F. D= Factor de demanda.
In= Corriente nominal.
Id= Corriente de diseño.
ρ= Resistividad del cobre en Ω.
Long= Longitud en m. de ubicación del elemento respecto al tablero; en caso de
tomacorrientes e iluminación el último elemento respecto al tablero.
3.3.4.2 Cálculos de las maquinas eléctricas 3Ø de subcircuito C-1-1
Donde C-1-1 es interruptor termomagnético trifásico para las maquinas eléctricas
(dobladora hidráulica y máquina de soldar),
1) dobladora hidráulica
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Figura N° 31. Dobladora hidráulica de doble efecto.
•
Datos generales
Datos sacados de la placa de dobladora hidráulica.
Tensión
380V AC
Fase
3Ø
Frecuencia
60Hz
Potencia
11KW
cosØ
O,90
2) Maquina de soldar.
Figura N° 32. Máquina de soldar
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•
Datos generales
Datos sacados de la placa de máquina de soldar.
•
Tensión
380V AC
Fase
3Ø
Frecuencia
60Hz
Potencia
8.3KW
cosØ
O,90
Cálculo de la potencia total de dobladora hidráulica y máquina de
soldar.
La potencia total se calcula con los valores de las columnas:
Potencia total =columna de cantidad * potencia unitaria
Se tiene los motores eléctricos con los siguientes datos:
Dobladora hidráulica = 11000w ∗1 => 11000𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠
Máquina de soldar = 8300𝑊 ∗1 => 8300𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠
Potencia total =19300watts
•
Cálculo de demanda máxima.
La demanda máxima se calcula con los valores de:
Demanda máxima = demanda max a + demanda max b + ….
Demanda máxima = potencia total * factor de demanda
Se asume un factor de demanda de 75 %.
a) Dobladora hidráulica 𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑚𝑎𝑥 = 11000 𝑊 ∗0.75 => 8250𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠
b) Maquina de soldar 𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑚𝑎𝑥 = 8300𝑊 ∗0.75 => 6225𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠
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Se suma la demanda máxima de los dos motores para seleccionar el interruptor
termomagnético y es igual a 14475Watts
•
Cálculo de la corriente nominal (In).
𝑷 = √𝟑×𝑽×𝑰×𝒄𝒐𝒔𝝋 Para potencia trifásica.
Donde:
P= Demanda máxima.
Entonces la corriente nominal se calcula:
Dobladora hidráulica 𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑚𝑎𝑥 = 8250𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠
Según la placa de la dobladora hidráulica su factor de potencia es de 0.90
𝑰𝒏 =
𝑰𝒏 =
𝑫𝒆𝒎𝒂𝒏𝒅𝒂 𝒎𝒂𝒙
√𝟑 × 𝑽 × 𝒄𝒐𝒔𝝋
𝟖𝟐𝟓𝟎
√𝟑 × 𝟑𝟖𝟎 × 𝟎, 𝟗𝟎
𝑰𝒏 =
𝟖𝟐𝟓𝟎
𝟓𝟗𝟐, 𝟑𝟒
𝑰𝒏 =13.92ª
Máquina de soldar 𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑚𝑎𝑥 = 6225𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠
Según la placa de la máquina de soldar su factor de potencia es de 0.90
𝑰𝒏 =
𝑰𝒏 =
𝑫𝒆𝒎𝒂𝒏𝒅𝒂 𝒎𝒂𝒙
√𝟑 × 𝑽 × 𝒄𝒐𝒔𝝋
𝟔𝟐𝟐𝟓
𝟏, 𝟕𝟑𝟐 × 𝟑𝟖𝟎 × 𝟎, 𝟗𝟎
𝑰𝒏 =
𝟔𝟐𝟐𝟓
𝟔𝟏𝟐, 𝟎𝟖
𝑰𝒏 =10.17A
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Entonces para hallar la corriente nominal total para la selección del interruptor
termomagnético es;
𝑰𝒏 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 =
𝑫𝒆𝒎𝒂𝒏𝒅𝒂 𝒎𝒂𝒙𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍
√𝟑 × 𝑽 × 𝒄𝒐𝒔𝝋𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍
∗ 𝒇𝒔
𝑐𝑜𝑠𝜑 se determina promediando los factores de potencia de los dos
motores:𝒄𝒐𝒔𝝋 =
𝟎,𝟗𝟎+𝟎,𝟗𝟎
𝟐
= 𝟎, 𝟗𝟎
Entonces tenemos el promedio de factor de potencia de las dos máquinas eléctricas
(dobladora hidráulica y máquina de soldar)
𝒄𝒐𝒔𝝋 = 𝟎. 𝟗𝟎
•
Factor de simultaneidad
Tabla 10 factor de simultaneidad Según norma IEC 604539-3 para maquinas
eléctricas trifásicas de C-1-1
Y tomando en cuenta la recomendación de la tabla 10 según tipo de carga
o función del circuito. Se aplica el factor de simultaneidad de:
Para todos los motores 0.60
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𝑰𝒏 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 =
14475
𝟏, 𝟕𝟑𝟐 × 𝟑𝟖𝟎 × 𝟎, 𝟗𝟏
𝑰𝒏 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 =
14475
𝟓𝟗𝟖, 𝟗𝟐
× 𝟎, 𝟔𝟎
× 𝟎, 𝟔𝟎
𝑰𝒏 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 = 𝟐𝟒, 𝟏𝟔𝟖 × 𝟎, 𝟔𝟎
𝑰𝒏 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 =14.50 A
•
Cálculo de la corriente de diseño (Id)
La corriente de diseño para maquinas eléctricas trifásicas de C-1-1 se
calcula con los valores de:
𝐼𝑑 = 𝐼𝑛 × 1.25
Donde 1.25 es un factor de sobrecarga para máquinas eléctricas y
conductores según CNE sección 160-306.
Por tanto:
𝐼𝑑 = 14.50A × 1.25
𝐼𝑑 = 18.12A
•
Selección del conductor para maquinas eléctricas trifásicas de C1-1
Para la selección del conductor es necesario la tabla de datos técnicos
del tipo de conductor a utilizar (Tabla de datos técnicos THW-90), y el
conductor a seleccionar debe ser de una intensidad (Iz) mayor a la de I
diseño (Id=IB).
Y para la selección del conductor se toma como dato la Id calculada:
Donde:
𝐼𝐵 = 𝐼𝑑 = 18.12𝐴
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TABLA DE DATOS TECNICOS THW - 90 (mm2)
AMPERAJE*
CALIBRE
CONDUCTOR
Nº
HILOS
mm²
DIAMETRO
HILO
DIAMETRO
CONDUCTOR
ESPESOR
AISLAMIENTO
DIAMETRO
EXTERIOR
PESO
AIRE
DUCTO
Mm
Mm
Mm
Mm
Kg/Km
A
A
Cable THW 2.5
mm²
7
0.66
1.92
0.8
3.5
32
37
27
Cable THW 4 mm²
7
0.84
2.44
0.8
4.1
47
45
34
Cable THW 6 mm²
7
1.02
2.98
0.8
4.6
67
61
44
Cable THW 10 mm²
7
1.33
3.99
1.1
6.2
117
88
62
Cable THW 16 mm²
7
1.69
4.67
1.5
7.7
186
124
85
Cable THW 25 mm²
7
2.13
5.88
1.5
8.9
278
158
107
Cable THW 35 mm²
7
2.51
6.92
1.5
10
375
197
135
Cable THW 50 mm²
19
1.77
8.15
2
12.3
520
245
160
Cable THW 70 mm²
19
2.13
9.78
2
13.9
724
307
203
Se selecciono conductor eléctrico de 4mm2 THW-90 cable flexible de ducto de
34 A para maquinas eléctricas trifásicas (dobladora hidráulica y máquina de
soldar) de C-1-1.
➢ Conductor de cable flexible
Figura N° 33. Conductor de cable flexible.
fuente: https://masvoltaje.com/blog/tipos-de-cables-electricos-que-existen-n12
El cable eléctrico flexible es el más comercializado y el más aplicado,
está compuesto por multitud de finos alambres recubiertos por materia
plástica. Son tan flexibles porque al ser muchos alambres finos en vez de
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un alambre conductor gordo se consigue que se puedan doblar con
facilidad, son muy maleables.
030-036 Color de los Conductores.
Según el Código Nacional de Electricidad (CNE)
Circuitos trifásicos:
- 1 conductor rojo (para fase A o fase R)
- 1 conductor negro (para fase B o fase S)
- 1 conductor azul (para fase C o fase T)
-1 conductor blanco o gris natural (cuando se requiera conductor neutro). [12]
030-002 Sección Mínima de Conductores
Todos los conductores deben ser de cobre y no pueden tener una sección
menor que 2,5 mm2 para los circuitos derivados de fuerza y alumbrado y 1,5 mm2
para los circuitos de control de alumbrado; con excepción de cordones flexibles,
alambres para equipos; y alambres o cables para circuitos de control.
Según el CNE 30-002 el conductor para luminarias debe ser 2.5 mm2, para
tomacorrientes 4 mm2, ducha eléctrica 4 mm2.
En la tabla se ubica el conductor con la capacidad en ducto mayor a
este valor Id y le corresponde: Conductor THW-90 calibre 4mm2 de
capacidad en ducto 34 Amp, por tanto:
𝐼𝑧 = 34𝐴
•
Cálculo de caída de tension para circuito C-1-1
Para realizar la prueba de caída de tensión en los conductores se aplica la
siguiente NORMA 050-102 del Código nacional de electricidad:
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SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
050-102 Caída de Tensión
(1) Los conductores de los alimentadores deben ser dimensionados para que:
(a) La caída de tensión no sea mayor del 2,5%; y
(b) La caída de tensión total máxima en el alimentador y los circuitos derivados
hasta la salida o punto de utilización más alejado, no exceda del 4%. [12]
(2) Los conductores de los circuitos derivados deben ser dimensionados para que:
(a) La caída de tensión no sea mayor del 2,5%; y
(b) La caída de tensión total máxima en el alimentador y los circuitos derivados
hasta la salido o punto de utilización más alejado, no exceda del 4%.
Para realizar la prueba de caída de tensión se utiliza la siguiente formula:
△ 𝑉% =
𝑘 𝜌 𝐿 𝐼 𝑐𝑜𝑠𝜑
× 100
𝑉×𝑆
Donde:
K=
factor para el cálculo de caída de tensión:
Suministro monofásico= 2
Suministro trifásico=√3 = 1.732
𝜌=
Resistividad del cobre 0.0175 Ω*m
𝐿=
longitud (m).
𝐼=
La intensidad prevista en el conductor (corriente de diseño).
𝑐𝑜𝑠𝜑 = Factor de potencia.
𝑆=
Sección del conductor (mm2).
△ 𝑉% =
Porcentaje de caída de tensión.
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Datos:
𝐼𝑑 = 18.12 A.
Suministro trifásico=√3 = 1.732
𝐿
=
12 m
𝑆
=
4mm2
𝑐𝑜𝑠𝜑 = 0.91
△ 𝑉% =
Porcentaje de caída de tensión.
△ 𝑉% =
1.732 𝑥 0.0175 𝑥 12 𝑥 18.12 𝑥 0.91
× 100
380 × 4
△ 𝑉% =
5.99
× 100
1520
△ 𝑉% = 0,00394 × 100
△ 𝑉% = 0.394
Por lo tanto:△ 𝑉% = 0.394% < 2.5%; entonces si se puede utilizar el conductor
seleccionado.
Gráfico para determinar la caída de tensión permisible según NORMA 050-102 del
Código nacional de electricidad:
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SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
Figura N° 34. caídas de tensión según norma 050-102 del Código nacional de electricidad:
•
Selección de interruptor termomagnético para C-1-1
Donde C-1-1 es interruptor termomagnético trifásico para las maquinas
eléctricas (dobladora hidráulica y máquina de soldar),
Para la selección del interruptor termomagnético se aplica la siguiente
NORMA IEC 60364-4-43.
El dispositivo debe satisfacer la siguiente condición:
IB ≤ In ≤ Iz Regla (1)
Dónde:
IB = Corriente demandada por la carga del circuito.
In = Corriente nominal del interruptor.
Iz = Capacidad de conducción de corriente del cable.
Datos:
𝐼𝐵 = 𝐼𝑑 = 18.12𝐴
𝐼𝑧 = 34 A en ducto
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SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
Se seleccionó un interruptor termomagnético tetrapolar trifásico de la
marca Schneider Electric de 25A para C-1-1 de las maquinas eléctricas
(dobladora hidráulica y máquina de soldar)
•
Aplicando las reglas 1
Aplicando la regla 1.
(𝐼𝐵 ≤ 𝐼𝑛 ≤ 𝐼𝑧)
18.12𝐴 ≤ 25 ≤ 34𝐴
Por lo cual si cumple con la condición.
•
Selección del interruptor diferencial para circuito C-1-1
La capacidad del interruptor diferencial debe ser igual o mayor a la
capacidad del interruptor termomagnético.
Por lo tanto, el circuito de fuerza trifásica es de 25A, y se selecciona
interruptor diferencial trifásica de marca Schneider Electric de 25A para C-1-1 de
las maquinas eléctricas (dobladora hidráulica y máquina de soldar).
Página | 84
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Clase AC
Figura N° 35. interruptor diferencial trifásica de la marca Schneider Electric de 25A
3.3.4.3 Cálculos de las maquinas eléctricas 1Ø de subcircuito C-1-2
C-1-2 interruptor termomagnético monofásico para maquinas eléctricas (taladro de
banco, esmeril de banco, compresora, taladro, esmeril) que viene ser alimentado
por tomacorrientes.
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1) taladro de banco
Figura N° 36. Taladro de banco TB5120x20mm
•
Datos generales
Datos sacados de la placa de taladro de banco.
Tensión
220V AC
Fase
1Ø
Frecuencia
60Hz
Potencia
745.7W
cosØ
O,85
2) Esmeril de banco
Figura N° 37. Esmeril doble de banco BOSCH GBG 6
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•
Datos generales
Datos sacados de la placa de esmeril de banco.
Tension
220V AC
Fase
1Ø
Frecuencia
60Hz
Potencia
350W
cosØ
O,94
3) Esmeril
Figura N° 38. Esmeril de 800W
•
Datos generales
Datos sacados de la placa de esmeril.
Tensión
220V AC
Fase
1Ø
Frecuencia
60Hz
Potencia
800W
cosØ
O,85
Página | 87
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
4) Taladro.
Figura N° 39. Taladro de 750W BOSCH.
•
Datos generales.
Datos sacados de la placa de taladro.
Tensión
220V AC
Fase
1Ø
Frecuencia
60Hz
Potencia
750W
cosØ
O,85
5) Compresora.
Figura N° 40. Compresora para pintar láminas de acero inoxidable.
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•
Datos generals.
Datos sacados de la placa de compresora.
•
Tensión
220V AC
Fase
1Ø
Frecuencia
60Hz
Potencia
1500W
cosØ
O,85
Cálculo de la potencia total de las maquinas eléctricas (taladro de
banco, esmeril de banco, compresora, taladro y esmeril)
Potencia total =columna de cantidad * potencia unitaria
Se tiene los motores eléctricos con los siguientes datos:
Compresora= 1500w ∗1 => 1500𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠
Taladro de banco= 745.7w ∗1 => 745.7𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠
Esmeril de banco= 350w ∗1 => 350𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠
Esmeril= 800w ∗2 => 1600𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠
taladro= 750w ∗2 => 1500𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠
Obteniendo un total de: 𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 5695,7w
•
Cálculo de demanda máxima.
La demanda máxima se calcula con los valores de:
Demanda máxima = potencia total * factor de demanda
Se asume un factor de demanda de 90 %.
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𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑚𝑎𝑥 = 5695,7w ∗0.9 => 5126,13𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠
Demanda máxima para la selección del interruptor: 5126.13 Watts
•
Cálculo de la corriente nominal (In).
Corriente nominal total de las maquinas eléctricas (taladro de banco, esmeril
de banco, compresora, taladro y esmeril)
𝑷 = 𝑽×𝑰×𝒄𝒐𝒔𝝋 Para potencia monofásico.
Donde:
P= Demanda máxima.
𝑐𝑜𝑠𝜑 se determina promediando los factores de potencia de todo las maquinas
eléctricas (taladro de banco, esmeril de banco, compresora, taladro y esmeril)
:𝒄𝒐𝒔𝝋 =
𝟎,𝟖𝟓+𝟎,𝟖𝟓+𝟎,𝟗𝟒+𝟎,𝟗𝟎+𝟎,𝟖𝟓
𝟓
= 𝟎, 𝟖𝟕
Entonces 𝑐𝑜𝑠𝜑 es 0.87
Entonces la corriente nominal se calcula:
𝑰𝒏 =
•
𝑫𝒆𝒎𝒂𝒏𝒅𝒂 𝒎𝒂𝒙
∗ 𝒇𝒔
𝑽 × 𝒄𝒐𝒔𝝋𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍
Factor de simultaneidad.
Tabla N° 10. Factor de simultaneidad Según norma IEC 604539-3 para maquinas
eléctricas monofásicas que alimenta mediante tomacorrientes de C-1-2
Página | 90
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
Y tomando en cuenta la recomendación de la tabla 10, según tipo de carga
o función del circuito. Se aplica el factor de simultaneidad de:
Tomas de corriente 0.2.
𝑰𝒏 =
5126,13
𝟐𝟐𝟎 × 𝟎, 𝟖𝟕
𝑰𝒏 =
5126,13
𝟏𝟗𝟏, 𝟒
× 𝟎, 𝟐
× 𝟎, 𝟐
𝑰𝒏 = 𝟐𝟔, 𝟕𝟖 × 𝟎, 𝟐
𝑰𝒏 =5.35A
•
Cálculo de la corriente de diseño (Id) para C-1-2
La corriente de diseño para maquinas eléctricas monofásicas que viene
ser alimentado mediante tomacorrientes de C-1-2, se calcula con los
valores de:
𝐼𝑑 = 𝐼𝑛 × 1.25
Donde 1.25 es un factor de sobrecarga para máquinas eléctricas y
conductores según CNE sección 160-306.
Por tanto:
𝐼𝑑 = 5.35 × 1.25
𝐼𝑑 = 6.68A
•
Selección del conductor para tomacorrientes de máquinas
eléctricas monofásico de C-1-2
Página | 91
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
Para la selección del conductor es necesario la tabla de datos técnicos
del tipo de conductor a utilizar (Tabla de datos técnicos THW-90), y el
conductor a seleccionar debe ser de una intensidad (Iz) mayor a la de I
diseño (Id=IB).
Y para la selección del conductor se toma como dato la Id calculada:
Donde:
𝐼𝐵 = 𝐼𝑑 = 6.68𝐴
TABLA DE DATOS TECNICOS THW - 90 (mm2)
AMPERAJE*
CALIBRE
CONDUCTOR
Nº
HILOS
mm²
DIAMETRO
HILO
DIAMETRO
CONDUCTOR
ESPESOR
AISLAMIENTO
DIAMETRO
EXTERIOR
PESO
AIRE
DUCTO
Mm
Mm
Mm
Mm
Kg/Km
A
A
Cable THW 2.5
mm²
7
0.66
1.92
0.8
3.5
32
37
27
Cable THW 4 mm²
7
0.84
2.44
0.8
4.1
47
45
34
Cable THW 6 mm²
7
1.02
2.98
0.8
4.6
67
61
44
Cable THW 10 mm²
7
1.33
3.99
1.1
6.2
117
88
62
Cable THW 16 mm²
7
1.69
4.67
1.5
7.7
186
124
85
Cable THW 25 mm²
7
2.13
5.88
1.5
8.9
278
158
107
Cable THW 35 mm²
7
2.51
6.92
1.5
10
375
197
135
Cable THW 50 mm²
19
1.77
8.15
2
12.3
520
245
160
Cable THW 70 mm²
19
2.13
9.78
2
13.9
724
307
203
Se selecciono conductor eléctrico de 4mm2 THW-90 cable flexible de ducto de
34 A para tomacorrientes de máquinas eléctricas monofásica de C-1-2.
➢ Conductor de cable flexible
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SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
Figura N° 41. Conductor de cable flexible.
fuente: https://masvoltaje.com/blog/tipos-de-cables-electricos-que-existen-n12
030-036 Color de los Conductores.
Según el Código Nacional de Electricidad (CNE)
Circuitos monofásicos en corriente alterna o continua (2 conductores):
- 1 conductor negro y 1 conductor rojo; o
- 1 conductor negro y 1 blanco (o gris natural o blanco con franjas coloreadas, en
caso de requerirse conductores identificados);
Circuitos monofásicos en corriente alterna o continua (3 conductores):
- 1 conductor negro,
- 1 conductor rojo,
- 1 conductor blanco (o gris natural o blanco con franjas coloreadas); [12]
030-002 Sección Mínima de Conductores
Todos los conductores deben ser de cobre y no pueden tener una sección
menor que 2,5 mm2 para los circuitos derivados de fuerza y alumbrado y 1,5 mm2
para los circuitos de control de alumbrado; con excepción de cordones flexibles,
alambres para equipos; y alambres o cables para circuitos de control.
Página | 93
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
Según el CNE 30-002 el conductor para luminarias debe ser 2.5 mm2, para
tomacorrientes 4 mm2, ducha eléctrica 4 mm2.
En la tabla se ubica el conductor con la capacidad en ducto mayor a
este valor Id y le corresponde: Conductor THW-90 calibre 4mm2 de
capacidad en ducto 34 Amp, por tanto:
𝐼𝑧 = 34𝐴
•
Cálculo de caída de tensión de C-1-2 según la norma 050-102 del
código nacional de electricidad.
Fórmula para hallar caída de tensión:
△ 𝑉% =
𝑘 𝜌 𝐿 𝐼 𝑐𝑜𝑠𝜑
× 100
𝑉×𝑆
Datos:
𝑰𝒅 = 6.68 A.
K = Suministro monofásico= 2
𝑳
=
30 m
𝑺
=
4mm2
𝒄𝒐𝒔𝝋 =
0.87
𝝆=
Resistividad del cobre 0.0175 Ω*m
△ 𝑽% =
Porcentaje de caída de tensión.
△ 𝑉% =
2 𝑥 0.0175 𝑥 30 𝑥 6.68 𝑥 0.87
× 100
220 × 4
△ 𝑉% =
6,10
× 100
880
△ 𝑉% = 0,00693 × 100
△ 𝑉% = 0,693
Página | 94
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
Por lo tanto:△ 𝑉% = 0.693% < 2.5%; entonces si se puede utilizar el conductor
seleccionado.
Gráfico para determinar la caída de tensión permisible según NORMA 050-102 del
código nacional de electricidad:
Selección de interruptor termomagnético monofásico de la marca Schneider
Electric de 25A para C-1-2 de máquinas eléctricas.
C-1-2 interruptor termomagnético monofásico para maquinas eléctricas (taladro
de banco, esmeril de banco, compresora, taladro, esmeril) que viene ser alimentado
por tomacorrientes.
Para la selección del interruptor termomagnético se aplica la siguiente
NORMA IEC 60364-4-43.
El dispositivo debe satisfacer la siguiente condición:
IB ≤ In ≤ Iz Regla (1)
Dónde:
IB = Corriente demandada por la carga del circuito.
Página | 95
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
In = Corriente nominal del interruptor.
Iz = Capacidad de conducción de corriente del cable.
Datos:
𝐼𝐵 = 𝐼𝑑 = 6.68𝐴
𝐼𝑧 = 34A en ducto
Se seleccionó un interruptor termomagnético monofásico de la marca
Schneider Electric de 25A para C-1-2 de máquinas eléctricas (taladro de banco,
esmeril de banco, compresora, taladro, esmeril) que viene ser alimentado por
tomacorrientes.
•
Aplicando la regla 1
Aplicando la regla 1.
(𝐼𝐵 ≤ 𝐼𝑛 ≤ 𝐼𝑧)
6.68𝐴 ≤ 25 ≤ 34𝐴
Por lo cual si cumple con la condición.
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Figura N° 42. interruptor termomagnético de la marca Schneider Electric de 25A para C-1-2
Curvas de disparo
Existe 6 tipos de curvas de disparo:
7. Tipo Z: El accionamiento magnético se produce para una corriente de 2
a 3 veces In (ideal para proteger circuitos electrónicos).
8. Tipo B: El accionamiento magnético se produce para una corriente de 3
a 5 veces In (ideal cuando no hay arranque de motores o bobinados).
9. Tipo C: El accionamiento magnético se produce para una corriente de 5
a 10 veces In (la más usada en hogar e industria).
10. Tipo D: El accionamiento magnético se produce para una corriente de
10 a 20 veces In (motores de mucha inercia y transformadores).
11. Tipo K: El accionamiento magnético se produce para una corriente de 8
a 12 veces In (motores de mucha inercia y transformadores).
12. Tipo S: El accionamiento magnético se produce para una corriente de 13
a 17 veces In (Motores de mucha inercia y transformadores).[7]
Página | 97
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Figura N° 43. Curvas de disparo.
Fuente: https://images.app.goo.gl/oAJcb5fK4VneMWik8.
•
Selección del interruptor diferencial para C-1-2
La capacidad del interruptor diferencial debe ser igual o mayor a la
capacidad del interruptor termomagnético.
Por lo tanto, el circuito de fuerza 1Ø es de 25A, y se selecciona interruptor
diferencia de
la marca Schneider Electric de 25A para C-1-2 de máquinas
eléctricas (taladro de banco, esmeril de banco, compresora, taladro, esmeril) que
viene ser alimentado por tomacorrientes.
Clase AC
Página | 98
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Figura N° 44. Interruptor diferencial de 25A
3.3.4.4 Cálculos de iluminación 1Ø de subcircuito C-1-3
C-1-3 interruptor termomagnético monofásico para toda la iluminación del taller de
la empresa.
•
Cálculo de la potencia total de la iluminación.
La potencia total se calcula con el valor de las columnas de:
Potencia total =columna de cantidad * potencia unitaria
Lampara Fluorescente tubulares= 36w ∗13 => 468w𝑎𝑡𝑡𝑠
Lampara led =5 w ∗2 => 10𝑊𝑎𝑡𝑡𝑠
Obteniendo un total de: 𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 478w
Cálculo de la corriente nominal (In).
𝑷 = 𝑽×𝑰×𝒄𝒐𝒔𝝋 Para potencia monofásico.
Donde:
P= potencia total.
Página | 99
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𝑐𝑜𝑠𝜑 se determina promediando de los fluorescente tubulares y led, factores de
potencia de iluminación.
:𝒄𝒐𝒔𝝋 =
𝟎,𝟓+𝟎,𝟗
𝟐
= 𝟎, 𝟕
Entonces promedio de factor de potencia de iluminación es:
𝒄𝒐𝒔𝝋 = 𝟎, 𝟕
Entonces la corriente nominal se calcula:
𝑰𝒏 =
•
𝑫𝒆𝒎𝒂𝒏𝒅𝒂 𝒎𝒂𝒙
∗ 𝒇𝒔
𝑽 × 𝒄𝒐𝒔𝝋𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍
Factor de simultaneidad
Tabla N° 11. factor de simultaneidad para alumbrado Según norma IEC 604539-3 para el
alumbrado de todo el taller de la empresa de C-1-3.
Y tomando en cuenta la recomendación de la tabla 11 según tipo de carga
o función del circuito. Se aplica el factor de simultaneidad de:
Alumbrado 1
𝑰𝒏 =
𝟒𝟕𝟖
×𝟏
𝟐𝟐𝟎 × 𝟎, 𝟕
𝑰𝒏 =
478
𝟏𝟓𝟒
×𝟏
𝑰𝒏 = 𝟑. 𝟏𝟎 × 𝟏
𝑰𝒏 = 𝟑. 𝟏A
Página | 100
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•
Cálculo de la corriente de diseño (Id) para iluminación de C-1-3
La corriente de diseño para iluminación de todo el taller de la empresa
de C-1-3 se calcula con los valores de:
𝐼𝑑 = 𝐼𝑛 × 1.25
Donde 1.25 es un factor de sobrecarga para máquinas eléctricas y
conductores según CNE sección 160-306.
Por tanto:
𝐼𝑑 = 3.1 × 1.25
𝐼𝑑 = 3.87A
•
Selección del conductor para la iluminación del taller de la
empresa de C-1-3
Para la selección del conductor es necesario la tabla de datos técnicos
del tipo de conductor a utilizar (Tabla de datos técnicos THW-90), y el
conductor a seleccionar debe ser de una intensidad (Iz) mayor a la de I
diseño (Id=IB).
Y para la selección del conductor se toma como dato la Id calculada:
Donde:
𝐼𝐵 = 𝐼𝑑 = 3.87𝐴
Página | 101
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TABLA DE DATOS TECNICOS THW - 90 (mm2)
AMPERAJE*
CALIBRE
CONDUCTOR
Nº
HILOS
mm²
DIAMETRO
HILO
Mm
0.66
DIAMETRO
CONDUCTOR
ESPESOR
AISLAMIENTO
DIAMETRO
EXTERIOR
PESO
AIRE
DUCTO
Mm
Mm
Mm
Kg/Km
A
A
1.92
0.8
3.5
32
37
27
Cable THW 2.5
mm²
7
Cable THW 4 mm²
7
0.84
2.44
0.8
4.1
47
45
34
Cable THW 6 mm²
7
1.02
2.98
0.8
4.6
67
61
44
Cable THW 10 mm²
7
1.33
3.99
1.1
6.2
117
88
62
Cable THW 16 mm²
7
1.69
4.67
1.5
7.7
186
124
85
Cable THW 25 mm²
7
2.13
5.88
1.5
8.9
278
158
107
Cable THW 35 mm²
7
2.51
6.92
1.5
10
375
197
135
Cable THW 50 mm²
19
1.77
8.15
2
12.3
520
245
160
Cable THW 70 mm²
19
2.13
9.78
2
13.9
724
307
203
Se selecciono conductor eléctrico de 2.5mm2 de THW-90 de cable
flexible de ducto de 27 A para toda la iluminación del taller de la empresa
de C-1-3.
➢ Conductor de cable flexible
.
Figura N° 45. Conductor de cable flexible THW-90
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030-002 Sección Mínima de Conductores
Todos los conductores deben ser de cobre y no pueden tener una sección
menor que 2,5 mm2 para los circuitos derivados de fuerza y alumbrado y 1,5 mm2
para los circuitos de control de alumbrado; con excepción de cordones flexibles,
alambres para equipos; y alambres o cables para circuitos de control.
Según el CNE 30-002 el conductor para luminarias debe ser 2.5 mm2, para
tomacorrientes 4 mm2, ducha eléctrica 4 mm2.
En la tabla se ubica el conductor con la capacidad en ducto mayor a
este valor Id y le corresponde: Conductor THW-90 calibre 2.5mm2 de
capacidad en ducto 27Amp, por tanto:
𝐼𝑧 = 27𝐴
•
Cálculo de caída de tension para circuito C-1-3
Para realizar la prueba de caída de tensión en los conductores se aplica la
siguiente NORMA 050-102 del código nacional de electricidad:
Formula de caída de tensión según norma 050-102
△ 𝑉% =
𝑘 𝜌 𝐿 𝐼 𝑐𝑜𝑠𝜑
× 100
𝑉×𝑆
Datos:
𝑰𝒅 = 3.87A.
Suministro monofásico = 2
𝑳
=
25 m
𝑺
=
2.5mm2
𝒄𝒐𝒔𝝋 =
0.7
𝝆=
Resistividad del cobre 0.0175 Ω*m
K=
factor para el cálculo de caída de tensión:
Página | 103
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△ 𝑉% =
2 𝑥 0.0175 𝑥 25 𝑥 3.87 𝑥 0.7
× 100
220 × 2.5
△ 𝑉% =
2.37
× 100
550
△ 𝑉% = 0,00430 × 100
△ 𝑉% = 0.43
Por lo tanto:△ 𝑉% = 0.43% < 2.5%; entonces si se puede utilizar el conductor
seleccionado.:
•
Selección de interruptor termomagnético para C-1-3
C-1-3 interruptor termomagnético monofásico para toda la iluminación
del taller de la empresa. (lámparas fluorescentes tubulares, lampara led)
Para la selección del interruptor termomagnético se aplica la siguiente
NORMA IEC 60364-4-43.
El dispositivo debe satisfacer la siguiente condición:
IB ≤ In ≤ Iz Regla (1)
Dónde:
IB = Corriente demandada por la carga del circuito.
In = Corriente nominal del interruptor.
Iz = Capacidad de conducción de corriente del cable.
Datos:
𝐼𝐵 = 𝐼𝑑 = 3.87𝐴
𝐼𝑧 = 27 en ducto
Página | 104
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Por lo cual se seleccionó un interruptor termomagnético monopolar
de 16A para C-1-3 iluminación. (lámparas fluorescentes tubulares, lampara
led)
•
Aplicando la regla 1
Aplicando la regla 1.
(𝐼𝐵 ≤ 𝐼𝑛 ≤ 𝐼𝑧)
3.87𝐴 ≤ 16 ≤ 27𝐴
Por lo cual si cumple con la condición.
3.3.4.5 Cálculo de interruptor termomagnético 1Ø de reserva C-1-4
C-1-4 se selecciona un interruptor termomagnético monopolar C20 de reserva para
cualquier uso múltiple.
Esta reserva puede ser para las maquinas eléctricas que se puede
implementar con el tiempo o conexiones que se puede necesitar de energía en
taller de la empresa.
Página | 105
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Figura N° 46. Interruptor termomagnético de 20A para reserva.
Página | 106
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3.3.3.6 Calculo para la selección del interruptor termomagnético general
trifásica para los subcircuitos.
C-1 interruptor termomagnético general trifásica para los subcircuitos en el taller de
la empresa.
•
Cálculo de máxima demanda.
La demanda máxima para seleccionar el conductor e interruptor
termomagnético general para C-1 es la suma de las demandas máximas de los
subcircuitos correspondientes:
Demanda máxima= C-1-1+C-1-2+C-1-3 +C-1-4
𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎 = 14475+5126,13+478 +200
𝐷𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎 = 20279.13𝑊
•
Cálculo de la corriente nominal (In).
𝑷 = √𝟑×𝑽×𝑰×𝒄𝒐𝒔𝝋 Para potencia trifásico.
Donde:
P= Demanda máxima.
Entonces la corriente nominal se calcula:
𝑰𝒏 =
•
𝑫𝒆𝒎𝒂𝒏𝒅𝒂 𝒎𝒂𝒙
√𝟑 × 𝑽 × 𝒄𝒐𝒔𝝋𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍
∗ 𝒇𝒔
Factor de simultaneidad
(1) Para tableros de Distribución que alimentan determinado número de
circuitos.
Según norma IEC 604539-3
Página | 107
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
Tabla N° 12 factor de simultaneidad para interruptor termomagnético general según norma IEC
604539-3.
Y tomando en cuenta la recomendación de la tabla 12 por número de
circuitos existe 4 circuitos. Se aplica el factor de simultaneidad de:
4 y 5 circuitos por lo tanto f.s= 0.8.
y se toma en cuenta cosҩ= 0.75 (promedio)
𝑰𝒏 =
𝑰𝒏 =
𝑫𝒆𝒎𝒂𝒏𝒅𝒂 𝒎𝒂𝒙
√𝟑 × 𝑽 × 𝒄𝒐𝒔𝝋
∗ 𝒇𝒔
𝟐𝟎𝟐𝟕𝟗. 𝟏𝟑
𝟏. 𝟕𝟑𝟐 × 𝟑𝟖𝟎 × 𝟎, 𝟕𝟓
𝑰𝒏 =
𝟐𝟎𝟐𝟕𝟗. 𝟏𝟑
𝟒𝟗𝟑. 𝟔𝟐
× 𝟎, 𝟖
× 𝟎, 𝟖
𝑰𝒏 = 𝟒𝟏, 𝟎𝟖𝟐 × 𝟎, 𝟖
𝑰𝒏 =32.86A
Página | 108
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
•
Cálculo de la corriente de diseño (Id) para C-1 general.
𝐼𝑑 = 𝐼𝑛 × 1.25
según CNE sección 160-306.
𝐼𝑑 = 𝐼𝑛 × 1.25
Por tanto:
𝐼𝑑 = 32.86 × 1.25
𝐼𝑑 = 41.07A
•
Selección del conductor o alimentador principal para C-1
Para la selección del conductor es necesario la tabla de datos técnicos
del tipo de conductor a utilizar (Tabla de datos técnicos THW-90), y el
conductor a seleccionar debe ser de una intensidad (Iz) mayor a la de I
diseño (Id=IB).
Y para la selección del conductor se toma como dato la Id calculada:
Donde:
𝐼𝐵 = 𝐼𝑑 = 41.07A
Página | 109
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
TABLA DE DATOS TECNICOS THW - 90 (mm2)
AMPERAJE*
CALIBRE
CONDUCTOR
Nº
HILOS
mm²
DIAMETRO
HILO
DIAMETRO
CONDUCTOR
ESPESOR
AISLAMIENTO
DIAMETRO
EXTERIOR
PESO
AIRE
DUCTO
Mm
Mm
Mm
Mm
Kg/Km
A
A
Cable THW 2.5
mm²
7
0.66
1.92
0.8
3.5
32
37
27
Cable THW 4 mm²
7
0.84
2.44
0.8
4.1
47
45
34
Cable THW 6 mm²
7
1.02
2.98
0.8
4.6
67
61
44
Cable THW 10 mm²
7
1.33
3.99
1.1
6.2
117
88
62
Cable THW 16 mm²
7
1.69
4.67
1.5
7.7
186
124
85
Cable THW 25 mm²
7
2.13
5.88
1.5
8.9
278
158
107
Cable THW 35 mm²
7
2.51
6.92
1.5
10
375
197
135
Cable THW 50 mm²
19
1.77
8.15
2
12.3
520
245
160
Cable THW 70 mm²
19
2.13
9.78
2
13.9
724
307
203
Se seleccionó conductor eléctrico de 10mm2 de ducto de 62 A para C-1
En la tabla se ubica el conductor con la capacidad al aire mayor a este valor Id
y le corresponde:
Conductor NHX-90 calibre 10mm2 de capacidad en ducto 62 y al aire 88 Amp, por
tanto:
𝐼𝑧 = 62
•
Cálculo de caída de tensión de C-1 Según la NORMA 050-102 del código
nacional de electricidad:
Fórmula para hallar caída de tensión según norma 050-102
△ 𝑉% =
𝑘 𝜌 𝐿 𝐼 𝑐𝑜𝑠𝜑
× 100
𝑉×𝑆
Datos:
𝑰𝒅 = 41.07A.
Página | 110
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
Suministro trifásico=√3 = 1.732
𝑳
=
6m
𝑺
=
10 mm2
𝑐𝒐𝒔𝝋 =
0.75
K=
factor para el cálculo de caída de tensión:
Suministro trifásico=√3 = 1.732
𝝆=
Resistividad del cobre 0.0175 Ω*m
△ 𝑽% =
𝟏, 𝟕𝟑𝟐𝒙 𝟎. 𝟎𝟏𝟕𝟓 𝒙 𝟔 𝒙 𝟒𝟏. 𝟎𝟕 𝒙 𝟎. 𝟕𝟓
× 𝟏𝟎𝟎
𝟑𝟖𝟎 × 𝟏𝟎
△ 𝑽% =
𝟓, 𝟔𝟎𝟏𝟕
× 𝟏𝟎𝟎
𝟑𝟖𝟎𝟎
△ 𝑽% = 𝟎, 𝟎𝟎𝟏𝟒𝟕 × 𝟏𝟎𝟎
△ 𝑽% = 𝟎. 𝟏𝟒𝟔
Por lo tanto:△ 𝑉% = 0.147% < 2.5%; entonces si se puede utilizar el conductor
seleccionado.
Gráfico para determinar la caída de tensión permisible según NORMA 050-102 del
código nacional de electricidad:
Página | 111
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Selección de interruptor termomagnético general C-1.
C-1 interruptor termomagnético general trifásica para los subcircuitos en
el taller de la empresa.
NORMA IEC 60364-4-43.
El dispositivo debe satisfacer la siguiente condición:
IB ≤ In ≤ Iz Regla (1)
Dónde:
IB = Corriente demandada por la carga del circuito.
In = Corriente nominal del interruptor.
Iz = Capacidad de conducción de corriente del cable.
Datos:
𝐼𝐵 = 𝐼𝑑 = 41.07𝐴
𝐼𝑧 = 62en ducto
Por lo cual se seleccionó un interruptor termomagnético trifásica de la
marca Schneider Electric de 50A para C-1 que viene ser el interruptor
termomagnético general.
Página | 112
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
•
Aplicando la regla 1
Aplicando la regla 1.
(𝐼𝐵 ≤ 𝐼𝑛 ≤ 𝐼𝑧)
41.07𝐴 ≤ 50 ≤ 62𝐴
Por lo cual si cumple con la condición.
•
Selección de Gabinete eléctrico
El tablero está bajo norma IEC 62208 gabinetes destinado a baja tensión.
Se selecciona tablero de distribución de IP 65 de 400mm x 300mm
Figura N° 47. Tablero eléctrico.
•
Selección de tubos de PVC para conductor eléctrico.
La capacidad del tubo de PVC para instalaciones eléctricas será destinada
para conductores de 4mm2 THW- 90 para maquinas eléctricas tanto trifásica y
monofásica con su conductor de tierra cada una, 2.5mm2 THW- 90 para la
iluminación y 10mm2 NHX-90 para conductor general trifásica más su neutro.
Se a seleccionado tubo de 1” pvc liviana para maquinas electricas,
iluminacion y tubo de 2” para alimentador general.
Página | 113
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
En la siguiente figura 48 vemos las ubicaciones de los interruptores
termomagnéticos, interruptor diferencial y borneras de puesta a tierra dentro del
gabinete eléctrico.
Figura N° 48 ubicación de los interruptores termomagnéticos, interruptor diferencial y borneras
de puesta a tierra.
Donde:
•
T1 es C-1 Interruptor termomagnético trifásica general de 50A
•
T2 es C-1-1 Interruptor termomagnético trifásica para maquinas eléctricas
(dobladora hidráulica y máquina de soldar) de25A y D1 es su interruptor
diferencial de 25A
•
T3 es C-1-2 Interruptor termomagnético monofásico para maquinas
eléctricas que viene ser alimentado por tomacorrientes (taladro de banco,
Página | 114
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
esmeril de banco, compresora, taladro, esmeril) de 25A y D2 es su
interruptor diferencial de 25A
•
T4 es C-1-3 Interruptor termomagnético monofásica para toda la iluminación
del taller de la empresa de 16A
•
T5 es C-1-4 Interruptor termomagnético monofásico de reserva de 20A. Esta
reserva puede ser para las maquinas eléctricas que se puede implementar
con el tiempo o conexiones que se puede necesitar de energía en taller de
la empresa.
Según El Código Nacional de Electricidad (CNE):
150-402 Ubicación de Tableros
a) Los tableros no deben ser ubicados en carboneras, armarios de ropa,
cuartos de baño, escaleras, ambientes de doble altura, lugares
peligrosos, ni en ningún otro lugar poco adecuado.
b) Los tableros en unidades de vivienda se deben ubicar tan alto como sea
posible, pero teniendo en cuenta que ninguna manija de dispositivo de
protección quede a más de 1,7 m sobre el nivel del piso. [4]
150-404 Señalización de Advertencia y Peligro
Todos los tableros deben tener señalización de advertencia y peligro
claramente visible, de acuerdo a la norma DGE “Símbolos Gráficos en
Electricidad”. [4]
Página | 115
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
Figura N° 49. Señalización de Advertencia y Peligro.
Fuente: https://html.pdfcookie.com/02/2019/11/25/z52ez3d1zd28/z52ez3d1zd28.html
3.3.4.7 Selección del conductor puesta a tierra
Se aplica la NORMA CNE 060-204 tabla 17
Tabla N° 13. Conductor de puesta a tierra general según norma CNE 060-204 tabla
17.
Página | 116
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
La tabla nos indica el calibre del conductor de tierra y que está en función de
la capacidad de corriente del conductor de acometida o del conductor alimentador.
El conductor alimentador cuya capacidad de corriente es de 62A
El conductor que corresponde para puesta a tierra según norma CNE 060-204
tabla 17 es la siguiente: 10mm2.
3.3.4.8 Selección del conductor de enlace equipotencial.
Se aplica la NORMA CNE 060-814 Dimensionamiento del Conductor de Enlace
Equipotencial tabla 16.
Tabla N° 14. Conductor de enlaces equipotenciales según norma CNE 060-814 tabla 16.
para tomacorrientes de máquinas eléctricas de monofásico y trifásico de C-1-1 y C-1-2
Se consideró enlace equipotencial para el circuito de máquinas eléctricas
trifásica y máquinas eléctricas monofásica que viene ser alimentado mediante de
tomacorrientes, mas no el circuito de iluminación.
La tabla nos indica el calibre del conductor de enlace equipotencial y que está
en función a la capacidad del interruptor termomagnético que protege dicho circuito.
Se tiene el ajuste o la capacidad de los dispositivos:
Página | 117
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
•
Dispositivo de protección de máquinas eléctricas trifásica es 25A. Según la
tabla 25A está dentro 30A entonces corresponde el conductor de 4mm2. De
tierra para maquinas eléctricas trifásico.
•
Dispositivo de protección de máquinas eléctricas monofásicas que viene ser
alimentado mediante de tomacorrientes 25A. Según la tabla 25A está dentro
30A entonces corresponde el conductor de 4mm2. De tierra para
tomacorriente de máquinas eléctricas monofásico.
3.3.3
Elaboración
de
planos,
esquemas
y
diagramas
técnicos
correspondientes al tablero de distribución.
•
Esquema de ubicación exacta de termomagnéticos, diferencial y
borneras de tierra
Donde:
•
T1 es C-1 Interruptor termomagnético trifásica general de 50A
Página | 118
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
•
T2 es C-1-1 Interruptor termomagnético trifásica para maquinas eléctricas
(dobladora hidráulica y máquina de soldar) de25A y D1 es su interruptor
diferencial de 25A
•
T3 es C-1-2 Interruptor termomagnético monofásico para maquinas
eléctricas que viene ser alimentado por tomacorrientes (taladro de banco,
esmeril de banco, compresora, taladro, esmeril) de 25A y D2 es su
interruptor diferencial de 25A
•
T4 es C-1-3 Interruptor termomagnético monofásica para toda la iluminación
del taller de la empresa de 16A
•
T5 es C-1-4 Interruptor termomagnético monofásico de reserva de 20A. Esta
reserva puede ser para las maquinas eléctricas que se puede implementar
con el tiempo o conexiones que se puede necesitar de energía en taller de
la empresa.
•
Plano donde se ubican las maquinas eléctricas en el taller de la
empresa y ubicación de puesta a tierra.
Página | 119
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
Donde:
Lugar donde se ubica la maquina dobladora hidráulica 3Ø
Lugar donde está ubicado la máquina de soldar 3Ø
Lugar donde está ubicado el taladro de banco 1Ø
Lugar donde se ubica el esmeril de banco 1Ø
Lugar donde se ubica la compresora 1Ø
Lugar donde está ubicado el taladro 1Ø
Lugar donde está ubicado el esmeril 1Ø
Ubicación exacta de puesta a tierra
•
Plano de instalación eléctricas de tomacorrientes para maquinas
eléctricas trifásicas y monofásicas de C-1-1 y C-1-2.
Página | 120
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
B
Página | 121
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
LEYENDA
SÍMBOLO
DESCRIPCIÓN
Tablero general
Tomacorrientes monofásicos con tierra
Conductor con línea de protección y neutro para tomacorrientes
monofásicas de circuito C-1-2
Conductor general de medidor hasta tablero
Tomacorrientes trifásicos con tierra
Ubicación exacta de puesta a tierra
Conductor trifásico y protección de tierra de circuito C-1-1
Medidor del taller de la empresa
Página | 122
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
•
Plano de instalación eléctricas de iluminación de circuito C-1-3
LEYENDA
Símbolo
Descripción
Tablero general
Lampara fluorescente tubular
Conductor eléctrico para iluminación
de circuito C-1-3
Interruptor simple y doble
Lampara led
Página | 123
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
Página | 124
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
•
Diagrama unifilar del tablero de distribución.
TABLERO DE DISTRIBUCION
380V – 220V IP 65
Página | 125
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
CAPITULO IV
Página | 126
SERVICIO NACIONAL DE ADIESTRAMIENTO EN TRABAJO INDUSTRIAL
4.
COSTOS Y RESULTADOS
4.1 Tipos y costos de materiales
En la siguiente tabla se mostrará el costo unitario y total de cada material o producto
que se empleará en el presente proyecto para el taller empresa G&M INGENIERIA
Y DISEÑO DE INNOVACION.
Tabla N° 15. Cuadro de costos.
ITEM
DESCRIPCIÓN
MARCA
COSTO
UNITARIO
CANT
UNI
COSTO
TOTAL
-
S/ 77.00
1
UNI
S/ 77.00
1
Tablero eléctrico ip65
2
Interruptor termomagnético trifásico de 50A
Schneider
S/ 150.00
1
UNI
S/150.00
3
Interruptor termomagnético trifásico de 25A
Schneider
S/ 59.00
1
UNI
S/59.90
4
Interruptor termomagnético monofásico de
25A
Interruptor termomagnético monofásico de
16A
Interruptor termomagnético monofásico de
20A
Interruptor diferencial trifásica de 25A
Schneider
S/31.90
1
UNI
S/31.90
Schneider
S/31.90
1
UNI
S/31.90
Schneider
S/31.90
1
UNI
S/31.90
Schneider
S/130.00
1
UNI
S/130.00
S/109.90
1
4
4
4
4
320
140
140
5
1
28
9
25
6
3
1
UNI
S/109.90
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
Interruptor diferencial monofásica de 25A
Schneider
Conductor eléctrico NHX-90 10mm2 rojo
INDECO
Conductor eléctrico NHX-90 10mm2 negro
INDECO
Conductor eléctrico NHX-9010mm2 blanco
INDECO
Conductor eléctrico NHX-90 10mm2 amarillo
INDECO
Conductor eléctrico THW-90 4mm2
INDECO
Conductor eléctrico THW-90 2.5mm2
INDECO
Conductor eléctrico THW 2.5mm2 (T)
INDECO
Bornera de cobre para tierra
Riel din ranurado 60cm
Tubo PVC de 1”
PAVCO
Tubo PVC de 2”
PAVCO
Curva PVC 1”
PAVCO
Curva PVC 2”
PAVCO
Cinta aislante 3m
3m
Pegamento para PVC
Total
Precio total, incluyendo IGV
S/ 5.60
S/ 5.60
S/ 5.60
S/ 5.60
S/2.40
S/1.80
S/1.80
S/6.00
S/ 13.00
S/6.90
S/ 15.00
S/ 1.00
S/1.80
S/ 4.00
S/ 10.00
metro
S/22.40
metro
S/22.40
metro
S/22.40
metro
S/22.40
metro
S/768.00
metro
S/252.00
metro
S/252.00
cm
S/ 6.00
UNI
S/13.00
UNI
S/193.20
UNI
S/135.00
UNI
S/ 25.00
UNI
S/10.80
UNI
S/12.00
UNI
S/10.00
S/
2389.10
S/
2389.10
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4.2 Tiempo empleado o estimado para la aplicación
En esta tabla se muestra el tiempo empleado en cada proceso del proyecto de
dimensionamiento e instalación de suministro eléctrico de alumbrado y fuerza para
la empresa G&M INGENIERIA Y DISEÑO DE INNOVACION.
Tabla N° 16. Tiempo empleado en ejecución del proyecto y costo total de mano de obra.
nombre de tarea
levantamiento de cargas.
cálculo de los dispositivos eléctricos de fuerza e
iluminación.
dimensionamiento y selección de equipos eléctricos
de protección y distribución.
diagrama unifilar de montaje y planos eléctricos.
montaje e instalación.
duración
1 día
Horas
7
2 días
20
2 días
20
2 días
8días
16
64
total, de horas
127
costo de mano de obra por hora
S/7.00
costo total de mano de obra
S/889.00
4.3 Medición de resultados.
Tabla N° 17. Costo total del proyecto.
Costos de materiales
S/. 2389.10
Costo mano de obra
S/. 889.00
Costo total del proyecto
S/. 3278.10
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4.4 Beneficios de la innovación
El presente proyecto que es de la instalación de un tablero de distribución para
la empresa G&M INGENIERIA Y DISEÑO DE INNOVACION. presentará los
siguientes beneficios:
➢ Disminución de consumo de electricidad por parte del alumbrado, debido a
que se realizara el cambio de las bombillas que cuenta la empresa por
lámparas fluorescente tubulares y lámparas LED estándar.
➢ Incremento de vida útil de los conductores eléctricos del taller de empresa
con la implementación de interruptores de protección en el tablero de
distribución.
➢ Se prevenirá futuros accidentes laborales (cortocircuito, fugas de corriente,
incendios y electrocución).
➢ Estandarizar bajo normativa la distribución eléctrica de la empresa G&M
INGENIERIA Y DISEÑO DE INNOVACION.
4.5 Relación de costo – beneficio o retorno de la inversión.
Este proyecto es necesario para seguir fabricando tableros con las máquinas
que trabajen con una calidad de energía cada una, y no generar de perdidas
monetarias de venta de la fabricación de tableros eléctricos de media y baja tensión.
El costo de este proyecto incrementa la seguridad y la calidad de la energía
eléctrica cumpliendo con la norma de CNE. También se beneficiará con una calidad
de energía óptima para realizar diversas actividades del rubro correspondiente,
protegiendo las maquinas eléctricas tanto trifásicos y monofásicos, iluminación en
el taller de la empresa G&M INGENIERIA Y DISEÑO DE INNOVACION.
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CAPÍTULO V
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5.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 Conclusiones finales.
En este proyecto una de las conclusiones importantes es que el objetivo
principal era realizar el dimensionamiento de los parámetros eléctricos de
alumbrado y fuerza, a través de este proyecto se ha podido obtener un resultado
muy importante ya que se logró dimensionar los dispositivos y accesorios de los
diferentes circuitos el cual optimizará el funcionamiento y protección de los
conductores así mismo del personal y residentes de la empresa de las fallas
eléctrica evitando así como calentamiento de conductores, descargas eléctricas
hasta un incendio.
Y se obtiene además las siguientes conclusiones correspondientes a los
objetivos específicos:
➢ Para realizar el levantamiento de cargas potenciales de los maquinas
eléctricos y las luminarias con las que cuenta la empresa, se recurrió a las
placas de datos que nos proporciona el mismo fabricante. E importante
conocer las características y datos de los mismos para el análisis de los
diferentes parámetros eléctricos presentes en este estudio.
➢ Los cálculos se realizaron de los parámetros eléctricos del alumbrado y
fuerza con los datos y características obtenidos, y haciendo uso de hojas de
cálculo de Excel se ha conseguido realizar cálculo de los parámetros
eléctricos aplicando normas como CNE Sección 050-102 caída de tensión,
CNE sección 160-306 corriente de diseño y aplicación de algunas fórmulas
eléctricas (potencia eléctrica trifásica, monofásica).
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➢ Obteniendo como dato el resultado de los parámetros eléctricos del cuadro
de cargas se consiguió dimensionar y seleccionar dispositivos eléctricos de
Protección (conductores eléctricos, interruptores termomagnéticos e
interruptor diferencial) aplicando normas (IEC 60364-4-43 protección
eléctrica del conductor, Sección 030-002 Sección mínima de conductores,
etc.)
➢ Se Selecciono conductor de protección (sistema de puesta a tierra),
utilizando el NORMA CNE 060-204 tabla 17, Para conductor de puesta a
tierra general y se aplica la NORMA CNE 060-814 Dimensionamiento del
Conductor de Enlace Equipotencial tabla 16.
➢ Gracias a la elaboración de planos eléctricos de instalación, diagrama
unifilar y montaje se conseguirá realizar el montaje del tablero de
distribución eléctrica y cableado del alimentador y los diferentes circuitos
como tomacorrientes e iluminación.
5.2 Recomendaciones
➢ Recomiendo determinar la carga potencial del sistema de iluminación a
través de software dialux.
➢ Los empalmes que se realicen deben ser aislados correctamente.
➢ Para manipular una instalación debe hacerse sin tensión.
➢ Para enchufar, desenchufar y conectar hay que tener siempre las manos
bien secas.
➢ Antes de operar una maquina eléctrica tener conocimiento de su
funcionamiento y seguir las normas de protección establecidas.
➢ Mantener el tablero eléctrico libre de obstáculos.
➢ Análisis técnico de la instalación de la varilla del sistema de puesta a tierra.
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] https://www.ingmecafenix.com/wp-content/uploads/2019/03/Partes-.jpg.
[2]https://www.quiminet.com/articulos/los-tableros-electricos-sus-tipos-yaplicaciones-segun-el-uso-de-la-energia-electrica-2586331.htm
[3]https://www.ingmecafenix.com/electricidad-industrial/tableros-electricos/#more4990
[4] http://www.pqsperu.com/Descargas/NORMAS%20LEGALES/CNE.PDF
[5] https://siticed.com.mx/2020/03/31/que-es-el-interruptor-termomagnetico/
[6]https://www.ingenieriacolectiva.com.mx/2020/03/31/que-es-el-interruptortermomagnetico/
[7]https://www.melectric.com.ar/novedades/curvas-de-disparo-y-regulacion-deinterruptores-automaticos.
[8]http://electrofacil-soltec.blogspot.com/2017/03/diferencial-ymagnetotermicos.html?m=1.
[9]https://sites.google.com/site/399montajeelectromecanico/itm-pag2
[10]http://www.pqsperu.com/Descargas/NORMAS%20LEGALES/CNE.PDF
[11] https://masvoltaje.com/blog/tipos-de-cables-electricos-que-existen-n12.
[12]http://www.pqsperu.com/Descargas/NORMAS%20LEGALES/CNE.PDF
[13]http://www.minem.gob.pe/minem/archivos/file/Electricidad/normatividad/Manu
alCNEUtiliza
[14]https://bricos.com/2013/04/que-es-un-interruptor-diferencial-te-decimos-comofunciona-sus-aplicaciones-y-clases/
[15]https://como-funciona.co/un-interruptor-diferencial-disyuntor/
[16]https://es.scribd.com/document/325079164/89001685-INSTALACIONESELECTRICAS
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[17]https://www.minem.gob.pe/minem/archivos/file/Electricidad/normatividad/Man
ualCNEUtilizacion.pdf.
[18]http://www.pqsperu.com/Descargas/NORMAS%20LEGALES/CNE.PDF
[19]http://cybertesis.unmsm.edu.pe/bitstream/handle/cybertesis/2126/Robles_af.p
df?sequence=1
[20]https://eduscol.education.fr/sti/sites/eduscol.education.fr.sti/files/ressources/pe
dagogiques/946/946-guia-instalaciones-electricas-2008-s.e.pdf
[21]https://www.electricaplicada.com/factor-demanda-electrico/
[22]http://www.minem.gob.pe/minem/archivos/file/Electricidad/normatividad/Manu
alCNEUtilizacion.pdf
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ANEXOS
ANEXO A Especificaciones técnicas del tablero.
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ANEXO B Conductor eléctrico de 10mm2 general.
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ANEXO C Conductor eléctrico de 4mm2.
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