SESION 12 : CAPACIDAD MINIMA DE UNA ACOMETIDA O ALIMENTADOR DE UNA VIVIENDA: CARGAS DE CIRCUITOS : SECCION 050 CNE I.

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1 SESION 12 : CAPACIDAD MINIMA DE UNA ACOMETIDA O ALIMENTADOR DE UNA VIVIENDA: CARGAS DE CIRCUITOS : SECCION 050 CNE Esta Sección cubre: I. GENERALIDADES (a) La capacidad de conducción de los conductores y la capacidad nominal de los equipos, requeridos en las conexiones, acometidas, alimentadores y los circuitos derivados en las instalaciones del usuario; y (b) El espacio mínimo requerido para los circuitos derivados en los tableros de distribución para las unidades de vivienda. (c) La cantidad de ramales principales y circuitos derivados en unidades de vivienda Cálculo de Corrientes En el cálculo de corrientes que resulten de cargas expresadas en watts o volt-amper, alimentadas por sistemas de corriente alterna de baja tensión, se deben emplear las tensiones nominales de 220 V o 380 V, según corresponda, o cualquier otra tensión nominal dentro del rango de baja tensión de V o menos, que sea aplicable Utilización de Factores de Demanda (1) El dimensionamiento de conductores e interruptores determinados de acuerdo con esta Sección, deben ser los mínimos a emplear; salvo que a las dimensiones normalizadas inmediatamente inferiores, corresponda una capacidad hasta 5% menor que la calculada, en cuyo caso se pueden utilizar estos conductores e interruptores. (2) En cualquier caso diferente al de una acometida calculada según las Reglas y , cuando el diseño de una instalación se base en requerimientos superiores a los dados en esta Sección, las capacidades de acometidas y alimentadores deben incrementarse correspondientemente. (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. (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. (6) La capacidad de los conductores de alimentadores y circuitos derivados deben estar de acuerdo con las Secciones del Código, que traten sobre los respectivos equipos a ser alimentados. (7) No obstante los requerimientos de esta Sección, la capacidad de los conductores de alimentadores y circuitos derivados no se requiere que exceda la capacidad de los conductores de la acometida o del alimentador del cual son abastecidos. (9) En el caso de viviendas unifamiliares o departamentos en edificios de vivienda para las que sea de aplicación la Regla (2) de esta Sección, las corrientes a considerar en los conductores de la acometida y del alimentador, no deben ser menores a las que se indican a continuación; sin embargo, la sección mínima de dichos conductores debe ser 4 mm2 para acometidas y 2,5 mm2 para alimentadores. (a) 15 A, para cargas de hasta W. (b) 25 A, para cargas mayores de W hasta W. (c) 40 A, para cargas mayores de W hasta W con suministro monofásico y 15 A con suministro trifásico 380/220 V. 1

2 Ejemplo : Calcular la potencia en W para un suministro trifásico 380/220 V de una corriente de 15 A y factor de potencia de 0.9 Aplicamos la fórmula P = 3 x V x I x cosθ = 1.73 x 380 x 15 x 0.9 = W Para el ejemplo anterior, calcular la potencia si el factor de potencia es 0.8 Rpta. P= W Espacio en Tableros para Circuitos Derivados (4) En el caso de viviendas unifamiliares o departamentos en edificios de vivienda, donde sea aplicable la Regla (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 W, con suministro monofásico. b) Cinco interruptores automáticos contra sobrecorrientes bipolares, de los cuales uno debe ser de 20 A, para cargas mayores a W y hasta W, con suministro monofásico. c) Siete interruptores automáticos contra sobrecorrientes, de los cuales dos deben ser de 30 A, para cargas mayores de W y hasta W, con suministro monofásico, o dos tripolares de 15 A con suministro trifásico. d) Donde se corra el neutro se admiten dispositivos de sobrecorriente unipolares sobre los conductores de fase, aunque con la finalidad de elevar el nivel de seguridad durante el proceso de instalación y posterior mantenimiento se debe utilizar preferentemente dispositivos de sobrecorriente automáticos que protejan y corten simultáneamente todos los conductores, incluido el neutro Tableros en Unidades de Vivienda (4) En el tablero de la unidad de vivienda se debe instalar un interruptor automático general del tipo termomagnético. Asimismo, cuando se requiera se recomienda la instalación de un interruptor de aislamiento (5) Cada circuito derivado, debe estar protegido por un interruptor automático del tipo termomagnético. (6) Se debe instalar al menos un interruptor diferencial o de falla a tierra, de 30 ma de sensibilidad. (7) El interruptor diferencial mencionado en (6) actuará como interruptor de cabecera, en instalaciones de hasta tres circuitos derivados. (8) 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. (9) Para mejorar la continuidad de servicio de la instalación, es recomendable instalar un interruptor diferencial de 30 ma de sensibilidad en cada circuito derivado, aguas abajo del interruptor automático respectivo. 2

3 Determinación de Áreas y Previsión Opcional de la Demanda Máxima Total Cuando No Se Dispone de Información (1) Las áreas de vivienda designadas en las Reglas y deben ser determinadas por las dimensiones interiores (áreas techadas) e incluyen: (a) 100% del área del primer piso; más (b) 100% del área de los pisos superiores, dedicada a vivienda; más (c) 75% del área del sótano. (2) Opcionalmente, en el caso de viviendas unifamiliares o departamentos en edificios de vivienda, cuando no se dispone de información específica sobre las cargas, la demanda máxima total a prever no será inferior a: W, para viviendas de hasta 90 m2, según dimensiones interiores W, para viviendas de más de 90 m2 hasta 150 m2, según dimensiones interiores W, para viviendas de más de 150 m2 hasta 200 m2, según dimensiones interiores. Ejemplo: Una vivienda unifamiliar de dos pisos tiene 10 m x 12 m con un sótano que tiene paredes de 200 mm de grosor. Cuál es el área total habitable de la vivienda? (1) Área primer piso [10 (2 x 0,200)] x [12 (2 x 0,200)] = 111,36 m² (2) Área de los pisos superiores [10 - (2 x 0,200)] [12 - (2 x 0,200)] = 111,36 m² (3) Área del sótano [10 - (2 x 0,200)] [12 - (2 x 0,200)] x 75 % = 83,52 m² Total 306,24 m² 3

4 II. ACOMETIDAS Y ALIMENTADORES Viviendas Unifamiliares (1) La mínima capacidad de conducción de corriente de los conductores de acometidas o alimentadores debe ser la mayor que resulte de la aplicación de los párrafos (a) y (b) siguientes: (a) (i) Una carga básica de W para los primeros 90 m2 del área de vivienda (ver Regla ); más (ii) Una carga adicional de W por cada 90 m2, o fracción, en exceso de los primeros 90 m2; más (iii) Las cargas de calefacción, con los factores de demanda previstos en la Sección 270, más cualquier carga de aire acondicionado con factor de demanda de 100%, según la Regla (4); más (iv) Cualquier carga de cocina eléctrica, como sigue: W para cocina única más 40% de la cantidad en la que la potencia de dicha cocina exceda los 12 kw; más (v) Cualquier carga de calentadores de agua para piscinas y baños individuales o comunes; más (vi) Cualquier carga adicional a las mencionadas en los párrafos (i) a (v), al 25% de su potencia nominal, si ésta excede los 1500 W y si se ha previsto una cocina eléctrica; o al 100% de la potencia nominal de cada una, si ésta excede los W hasta un total de W, más 25% del exceso sobre los W, si no se ha previsto una cocina eléctrica. (b) 40 amperes Ramales Principales en Unidades de Vivienda En las unidades de vivienda a las que es aplicable la Regla (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 Cantidad de Circuitos Derivados en Unidades de Vivienda Las unidades de vivienda a las que sea aplicable la Regla (2) deben contar por lo menos con: (a) Dos circuitos derivados, para unidades de vivienda con carga hasta de 3 kw, uno para alumbrado fijo y otro para tomacorrientes, excepto que se permite que dichos dos circuitos se instalen como ramales principales alimentados, controlados y protegidos por un solo y único interruptor. (b) Dos circuitos derivados, para unidades de vivienda con carga de más de 3 kw y hasta 5 kw; con la excepción de que cuando la unidad de vivienda cuente con tres circuitos o más, se permite que se instalen como ramales principales, con la restricción de la Regla (c) Tres circuitos derivados, para unidades de vivienda con carga de más de 5 kw y hasta 8 kw, con la excepción de que cuando la unidad de vivienda cuente con cuatro circuitos o más, se permite que se instalen como ramales principales, con la restricción de la Regla Instalación de Ramales Principales en Unidades de Vivienda Cuando dos circuitos derivados se instalen como ramales principales conectándose al mismo interruptor principal, la sección de sus conductores no debe ser mayor de 2,5 mm2; si se requiere una mayor sección para los conductores de un circuito, éstos deben instalarse como circuito derivado, con su propio interruptor de protección y control 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, excepto: 4

5 (a) Cuando no se disponga de un fusible o interruptor automático estándar o comercial que tenga la capacidad o pueda ser ajustado al mismo valor que la capacidad de corriente del conductor, se permite utilizar las capacidades nominales o ajustes dados en la Tabla 13, con un límite máximo de 600 A; o (b) En el caso de conductores para aparatos o cordones flexibles de sección menor de 1,5 mm2, que son considerados protegidos por un dispositivo de sobrecorriente de 15 A III. Pasos a seguir para calcular la capacidad mínima de los conductores de la acometida o del alimentador que suministra energía eléctrica a una unidad de vivienda unifamiliar: (1) de Calcular el área total techada en m2. Área techada que se encuentra indicada en el Plano de Ubicación de Arquitectura. Recomendación: Si la fracción de área en exceso es menor o igual que 1 m2, se recomienda no considerar esta fracción. (2) de (1)(a)(i) W para los primeros 90 m2 de área techada; más (3) de (1)(a)(ii) W para cada 90 m2 o fracción en exceso de los primeros 90 m2; más Nota: La carga básica (1)(a)(i) y la carga adicional (1)(a)(ii) consideran las cargas correspondientes al alumbrado y tomacorrientes de la unidad de vivienda. Se deberá tener en cuenta que las cargas para tomacorrientes sólo son para las que no sobrepasen de los W o aquellas cargas que se caracterizan por ser instalaciones que tienen circuitos derivados independientes. Para estos casos véanse las notas del paso (7). (4) de (1)(a)(iii) A. Calcular la cantidad de carga de calefacción ambiental eléctrica usando los factores de demanda de la Regla (2)(a) y (b). Los primeros 10 kw al 100% y el resto al 75%; B. Calcular la cantidad de carga del aire acondicionado con un de factor demanda al 100%; Nota: Usar el mayor de A o B según la Regla (4); más Las cargas de calefacción, entre otras similares corresponden a: - Calefacción de superficies, pisos, zócalos. - Calefacción de tuberías. - Calefacción para fusión de hielo. - Sauna (Regla ). 5

6 (5) de (1)(a)(iv) - Calcular la carga requerida para una cocina eléctrica. Usar W para la corriente nominal de la cocina eléctrica, mas 40% de la corriente nominal de la cocina eléctrica que exceda los 12 kw; más (6) de (1)(a)(v) - Calcular la carga requerida para calentadores de agua para piscina y baños individuales o comunes con un factor de demanda al 100%; más Nota: Las cargas de calentadores de agua, entre otros similares corresponden a: - Calentador de agua para baño (therma). - Ducha eléctrica. - Calentador de hidromasaje. - Calentador de piscina. (7) de (1)(a)(vi) - Calcular para las cargas restantes mayores a W con un factor de demanda de 25%, si se ha previsto una cocina eléctrica. Si no se ha previsto cocina eléctrica debe considerarse la suma de las cargas que exceden los W hasta un total de W al 100%, y el exceso de los W al 25%. Nota 1: Las cargas adicionales superiores a W, entre otros similares corresponden a: - Secadora de ropa. - Iluminación exterior especial. - Iluminación de jardines. - Iluminación de fachada. - Iluminación de piscinas. - Ascensores (aplicar la Sección 160). Nota 2: Las cargas adicionales menores o iguales a W, deben ser consideradas con factor de demanda de 100%. Estas cargas entre otros similares corresponden a: - Lavavajillas. - Electrobomba de agua. - Electrobomba de desagüe. - Electrobomba de piscina. - Puerta levadiza. - Hidromasaje. - Triturador de desperdicios. (Se caracterizan por ser instalaciones que tienen circuitos derivados independientes). (8) de (1) - Para determinar la capacidad de los conductores de la acometida o del alimentador usar la mayor de las cargas calculadas en (1)(a) o la carga mínima estipulada en el párrafo (b). Nota: Las cargas son no continuas según la Regla (3), y no se necesita aplicar el factor de reducción de la capacidad de corriente nominal. (9) Seleccionar un conductor de las Tablas 1 o 2, y tomar en cuenta las otras tablas relacionadas. (10) Determinar la capacidad de los dispositivos de protección contra sobrecorrientes. 6

7 III EJEMPLOS 1. Usando los pasos previos, calcular la carga para una vivienda unifamiliar de dos pisos, con calefacción no eléctrica, con las dimensiones externas de 12 m x 10 m y un sótano con las paredes externas con grosor de 200 mm. Equipo eléctrico instalado: W secadora de ropa VA unidad de aire acondicionado (1) Área primer piso [10 - (2 x 0,200)] x [12 - (2 x 0,200)] = 111,36 m² (2) Área de los pisos superiores [10 - (2x0,200)] - [12 - (2x0,200)] = 111,36 m² (3) Área del sótano [10 - (2 x 0,200)] [12 - (2 x 0,200)] x 75 % = 83,52 m² Total 306,24 m² 7

8 2. Usando los pasos previos, calcular la carga para una vivienda unifamiliar de dos pisos, con calefacción no eléctrica, con las dimensiones externas de 12 m x 10 m y un sótano con las paredes externas con grosor de 200 mm. Equipo eléctrico instalado: W calentador eléctrico de zócalos W unidad de aire acondicionado (Regla (4)) W cocina eléctrica W calentador de agua para baño W calentador de tina caliente W secadora de ropa. Pasos: (1) ÁREA: Área de la unidad de vivienda 306 m2 8

9 3. Unidad de Vivienda de tres pisos - Con Cocina Eléctrica Una vivienda de tres pisos más sótano (4 niveles), que tiene un área techada de 450 m². 100% del área del 1º, 2º y 3 piso 390 m² 75% del área del sótano 80 m² 60 m² Área techada total 450 m² Pasos: (1) ÁREA: Área techada a considerar = 450 m2 9

10 4. Unidad de Vivienda de tres pisos - Sin Cocina Eléctrica Una vivienda de tres pisos más sótano (4 niveles), que tiene un área techada de 450 m². 100% del área del 1º, 2º y 3r piso 390 m² 75% del área del sótano 80 m² 60 m² Área techada total 450 m² Pasos: (1) ÁREA: Área techada a considerar 450 m2 10

11 5. Unidad de Vivienda de dos pisos - Con Cocina Eléctrica Una vivienda de dos pisos sin sótano, que tiene un área techada de 180 m² 100% del área del 1er piso 85 m² 100% del área del 2o piso 95 m² Área techada total 180 m² Pasos: (1) ÁREA: Área techada a considerar 180 m2 11

12 6. Unidad de Vivienda de dos pisos - Sin Cocina Eléctrica Una vivienda de dos pisos sin sótano, que tiene un área techada de 180 m² 100% del área del 1er piso 85 m² 100% del área del 2o piso 95 m² Área techada total 180 m² Pasos: (1) ÁREA: Área techada a considerar 180 m2 12

13 7. Unidad de Vivienda de un piso - Con Cocina Eléctrica Una vivienda de dos pisos sin sótano, que tiene un área techada de 90 m². 100% del área del 1er piso 90 m² Pasos: (1) ÁREA: Área techada a considerar 90 m2 13

14 8. Unidad de Vivienda de un piso - Sin Cocina Eléctrica Una vivienda de dos pisos sin sótano, que tiene un área techada de 90 m². 100% del área del 1er piso 90 m² Pasos: (1) ÁREA: Área techada a considerar 90 m2 14

15 IV PRACTICA DE AUTOCOMPROBACION I. Para calcular la capacidad mínima de los conductores de la acometida o del alimentador que suministra energía eléctrica a una unidad de vivienda unifamiliar 1. Cuáles son las cargas consignadas en el cálculo de la capacidad mínima del conductor de un alimentador. 2. Un televisor a qué tipo de carga corresponde. 3. Una Ducha Eléctrica, a qué tipo de carga corresponde 4. Cuál es el factor de Demanda de las cargas restantes mayores a 1500 W, si se ha previsto cocina eléctrica. 5. Cuál es el Factor de Demanda de un equipo de aire acondicionado de W. 6. Cuál es el Factor de Demanda de un equipo de aire acondicionado de W. 7. Cuál es el Factor de Demanda de un equipo de calefacción con control automático de W. 8. Cuál es el Factor de Demanda de un equipo de calefacción con control automático de W. 9. Cuál es el Factor de Demanda de una cocina eléctrica de W. 10. Cuál es el Factor de Demanda de una cocina eléctrica de W. 11. Cuál es el Factor de Demanda de una secadora de ropa de W, si no se ha previsto cocina eléctrica 12. Cuál es el Factor de Demanda de una secadora de ropa de W, si se ha previsto cocina eléctrica. 13. Cuál es el Factor de Demanda de una electrobomba de 2 HP, si no se ha previsto cocina eléctrica 14. Cuál es el Factor de Demanda de una electrobomba de 2 HP de W, si se ha previsto cocina eléctrica II. Usando los pasos previos, calcular la carga para una vivienda unifamiliar de dos pisos, con calefacción no eléctrica, con las dimensiones externas de 7.20 m x 18 m y un sótano con las paredes externas con grosor de 200 mm. Equipo eléctrico instalado: W cocina eléctrica W calentador de agua para baño W calentador de tina caliente W secadora de ropa. 1 HP Electrobomba ½ HP Puerta elevadiza 15