CURSO: INSTALACIONES ELECTRICAS MODULO 11 Profesor del Curso : Msc. César L. López Aguilar Ingeniero Mecánico Electricista -CIP 67424

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1 06/08/2013 Ing. César López Aguilar 1 UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL CURSO: INSTALACIONES ELECTRICAS MODULO 11 Profesor del Curso : Msc. César L. López Aguilar Ingeniero Mecánico Electricista -CIP I. PROTECCION Y CONTROL DE LAS INSTALACIONES ELECTRICAS II. Practica 11 III. Bibliografia: CNE-UTILIZACION SECCION 020,050, 060, 080, 150;

2 06/08/2013 Ing. César López Aguilar 2 PT y Enlace Equipotencial Puesta a Tierra (PT) es la conexión de un sistema a tierra, a través de un electrodo de puesta a tierra. Enlace equipotencial es la conexión de partes conductoras que no llevan corriente, también se le conoce como conductor de protección.

3 06/08/2013 Ing. César López Aguilar 3 PT y Enlace Equipotencial La PT y el enlace equipotencial sirven para: Objetivo (a) Proteger y cuidar la vida e integridad física de las personas, daños a la propiedad, enlazando a tierra las partes metálicas; y (b) Limitar las tensiones en los circuitos cuando queden expuestos a tensiones superiores a su diseño; y (d) Limitar las sobretensiones por descargas atmosféricas; y (e) Facilitar la operación de equipos y sistemas eléctricos.

4 06/08/2013 Ing. César López Aguilar 4 PT y Enlace Equipotencial Electrodos de Puesta a Tierra (1) Un electrodo de puesta a tierra es: (a) Un sistema de tuberías metálicas de agua que tenga continuidad de conducción eléctrica y que se encuentre enterrada por lo menos a 600 mm bajo el piso terminado, y se extienda no menos de 3 m más allá de los extremos del edificio que recibe alimentación eléctrica; o (b) Un entubado metálico de pozo de agua que no sea menor de 75 mm de diámetro y se extienda al menos 15 m debajo de la cabeza del pozo. (c) Un electrodo artificial de puesta a tierra que cumpla con la Regla

5 06/08/2013 Ing. César López Aguilar Electrodos Artificiales de Puesta a Tierra (3) Electrodo de varilla: (a) Diámetro no menor de 16 mm de Cu o metal ferroso revestido con Cu; y (b) Longitud no menor de 2 m; y (c) Superficie metálica limpia; y PT y Enlace Equipotencial (d) Profundidad no menor de 2,5 m, excepto que: (i) Donde se encuentre roca 1,2 m, y el resto de la varilla debe ser enterrado a no menos de 600 mm; o (ii) Roca a una profundidad < 1,2 m, varilla horizontal a 600 mm bajo el piso terminado Resistencia de Electrodos El valor de la resistencia de la puesta a tierra debe ser tal que, cualquier masa no pueda dar lugar a tensiones de contacto superiores a las permitidas y no debe ser > 25 Ω.

6 POZO A TIERRA 06/08/2013 Ing. César López Aguilar 6

7 desnudo (Ver Tabla 43) 06/08/2013 Ing. César López Aguilar 7 Electrodos en zapata de concreto (Regla (2)) PT y Enlace Equipotencial Mínim 2 m o la longitud de la varilla Mínimo 2 m 0,25 mm 2 superficie total Electrodo de Placa (Regla (4)) Electrodo de varilla (Regla (3))

8 06/08/2013 Ing. César López Aguilar 8 Conductor de puesta a tierra PT y Enlace Equipotencial Conductor de puesta a tierra Grapas Piso terminado Mínimo 2 m de zanja Al menos 1,2 m Opción 2 Opción 1 Fondo rocoso

9 06/08/2013 Ing. César López Aguilar 9 PT y Enlace Equipotencial ρ = Resistividad del terreno en Ω-m. Tabla A2-6CNE) Ejemplo. Calcular la resistencia de una puesta a tierra con electrodo vertical y horizontal que tienen una varilla de 5/8 de diámetro y 2.40 metros de largo. a) Las varillas se enterrarán en una tierra de con varilla tierra con arcilla de ligera plasticidad. b) Si las varillas se entierran en una arcilla inorgánica de alta plasticidad, cual es la resistencia de puesta a tierra. c) Explique la diferencia de valores obtenidos

10 PT y Enlace Equipotencial 06/08/2013 Ing. César López Aguilar 10

11 06/08/2013 Ing. César López Aguilar 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 ; pero éste no debe ser usado como sustituto del sistema de puesta a tierra. En general todas la instalaciones eléctricas deben contar con protección diferencial de 30 ma para la protección de las personas. En lo que respecta a las instalaciones eléctricas de unidades vivienda la protección diferencial debe efectuarse conforme lo indicado en la Regla Tableros en Unidades de Vivienda

12 06/08/2013 Ing. César López Aguilar Capacidad Nominal de Dispositivos de Sobrecorriente (ver Anexo B) La capacidad nominal o el ajuste de los dispositivos de sobrecorriente no debe exceder la capacidad de corriente de los conductores que protegen, excepto: (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

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14 06/08/2013 Ing. César López Aguilar 14 Tensión nominal hasta 440 V (fases) Corrientes nominales: 6A, 8 A, 10 A, 13 A, 16 A, 20 A, 25 A, 32 A, 40 A, 50 A, 63 A, 80 A, 100 A y 125 A Capacidad de corto circuito nominal normalizadas: 1,5 ka; 3 ka; 4,5 ka; 6 ka; 10 ka A < I el valor normalizado es 20 ka

15 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. 06/08/2013 Ing. César López Aguilar 15

16 06/08/2013 Ing. César López Aguilar 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

17 06/08/2013 Ing. César López Aguilar 17 (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.

18 06/08/2013 Ing. César López Aguilar Tableros en Unidades de Vivienda (1) Debe instalarse un tablero en cada unidad de vivienda. Red de Distribución (2) Todo tablero debe tener un solo suministro, protegido por un dispositivo de protección contra sobrecorrientes en la caja de conexión. (3) Previo acuerdo, contra posibles riesgos de incendios por fallas a tierra en el cable alimentador, se puede instalar un dispositivo de corriente diferencial - este dispositivo de corriente diferencial residual debe tener una sensibilidad adecuada y ser del tipo selectivo con ID de 30 ma. (2) (3) Alimentador (3) 30 ma Tablero (1)

19 06/08/2013 Ing. César López Aguilar 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. (5) (4) (4) (6) y (7) TABLERO Ejemplo: In 40 A 30 ma In 40 A In 16 A

20 06/08/2013 Ing. César López Aguilar 20 Ejemplo 4.1: 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 CARGAS DE ALUMBRADO Y TOMACORRIENTES:

21 06/08/2013 Ing. César López Aguilar 21 (8) La carga de la unidad de vivienda es W, lo que equivale a 48,26 A con suministro trifásico de 220 V y considerando un factor de potencia 1. (9) Los conductores de la acometida y del alimentador deberán soportar 50 A. (10) El dispositivo de protección contra sobrecorrientes deberá ser de 50 A.

22 06/08/2013 Ing. César López Aguilar 22 Ejemplo 4.2: 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 CARGAS DE ALUMBRADO Y TOMACORRIENTES:

23 06/08/2013 Ing. César López Aguilar 23 (8) La carga de la unidad de vivienda es W lo que equivale a 36,43 A con suministro trifásico de 220 V y considerando un factor de potencia 1. (9) Los conductores de la acometida y del alimentador deberán soportar 40 A. (10) El dispositivo de protección contra sobrecorrientes deberá ser de 40 A.

24 06/08/2013 Ing. César López Aguilar 24 PRACTICA Para los ejercicios 4.1 y 4.2, verificar el diseño del interruptor por sobrecorriente, de acuerdo a la tabla 13 del CNE y la Norma NTP En el plano de instalaciones eléctricas de su domicilio, consignar el cumplimiento anterior. 3. Presentar el diagrama unifilar de la instalación eléctrica. FECHA DE PRESENTACION, SEMANA SIGUIENTE DE ESTA TEORIA.