SESION 10.1: DISEÑO Y SELECCION DE INTERRUPTORES AUTOMATICOS ESQUEMA UNIFILAR, TABLEROS, CIRCUITOS DERIVADOS

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1 SESION 10.1: DISEÑO Y SELECCION DE INTERRUPTORES AUTOMATICOS ESQUEMA UNIFILAR, TABLEROS, CIRCUITOS DERIVADOS OBJETIVO. Diseñar y seleccionar los interruptores automáticos para consignarlos en el proyecto de una instalación eléctrica. OBSERVACION: La primera figura muestra un circuito eléctrico, consistente en una fuente de tensión (220 V), el conductor y el receptor o equipo eléctrico; como resultado se registra una corriente eléctrica (40 A), que circula por el conductor eléctrico. Dicho circuito eléctrico está provisto de un interruptor automático, que en este interruptor protege al conductor, a los aparatos eléctricos. CONDUCTOR DE IDA CONDUCTOR DE VENIDA, ALAMBRE TW 14 AWG Cuáles son los factores de diseño de los interruptores automáticos? FACTOR 1: SECCION CNE: Máximo Número de Salidas por Circuito (3) Cuando la carga de cada salida es conocida, se permite que el número de salidas sea mayor que 12, en la medida que la corriente total del circuito no exceda el 80% de la capacidad nominal del dispositivo de sobrecorriente que lo protege Ejemplo, según la figura, la carga es conocida, 40 A, entonces la capacidad nominal del dispositivo de sobrecorriente que lo protege (EL INTERRUPTOR AUTOMATICO POR SOBRECARGA) será: I= 40/0.8 = 50 A. El conductor TW 14 AWG (tabla 1 CNE), tiene una capacidad de corriente de 25 A, el valor de la corriente del circuito es de 40 A, es mucho mayor que la capacidad de corriente del conductor, este se calienta y se deteriora. Si el interruptor automático es de 16 A, apertura el circuito, en cuanto éste supere este valor. Lo ideal sería. Corriente del circuito Corriente del interruptor que lo protege Corriente del conductor Icir = 12 A Iint = 15 A Icon= 25 A FACTOR 2: Determinación de Áreas y Previsión Opcional de la Demanda Máxima Total Cuando No Se Dispone de Información (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: 1

2 3 000 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. Si consideramos 3000 W, como demanda total en una vivienda familiar, la corriente será de: Icir= 3000/(220*0.9) = A Entonces : Corriente del circuito Icir = A Corriente del interruptor que lo protege Iint = 18.9 A (20 A) FACTOR 3: Corriente del conductor Icon= 25 A 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 FACTOR 4: CNE SECCION 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. FACTOR 5: CNE SECCION 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

3 (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 El ESQUEMA UNIFILAR Un esquema unifilar es una representación gráfica de una instalación eléctrica o de parte de ella. El esquema unifilar se distingue de otros tipos de esquemas eléctricos en que el conjunto de conductores de un circuito se representa mediante una única línea, independientemente de la cantidad de dichos conductores. Típicamente el esquema unifilar tiene una estructura de árbol. En el diagrama unifilar se representa: El nombre del circuito derivado La cantidad de circuitos derivados La cantidad, el tipo y calibre del conductor El diámetro de la tubería La capacidad del interruptor automático El nivel de tensión. A continuación se muestra un diagrama unifilar de 10 circuitos: 1. El interruptor general es trifásico de 3x50 A 3

4 2. El alimentador del tablero consta de tres conductores trifásicos unipolares de 16 mm² + un conductor a tierra de 1x6 mm², del tipo TW. En algunos casos para representar un conductor unipolar y de conexión trifásica se emplea se emplea la siguiente designación: 3-1x16 mm² 3. El alimentador del tablero se encuentra embutido en una tubería PVC pesada, denominada PVC-P, de 25 mm de diámetro. Asimismo las tuberías serán rígidas de PVC (Policloruro de Vinilo) del tipo liviano para los circuitos derivados y del tipo pesado para los alimentadores y subalimentadores, según diámetro indicado en el diagrama unifilar 4. El circuito derivado C1, tiene un ITM monofásico de 2x20 A, con dos conductores del tipo TW de 2x4 mm², embutidos en una tubería PVC liviana, denominada PVC-L, de 15 mm de diámetro. 5. La tensión nominal del tablero es de 220 V a una frecuencia de 60 Hz. CNE SECCION Tableros en Unidades de Vivienda (1) Debe instalarse un tablero en cada unidad de vivienda. (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. (4) En el tablero de la unidad de vivienda se debe instalar un interruptor automático general del tipo termomagnético, dotado de elementos de protección contra sobrecorrientes. Asimismo, cuando se requiera abrir el circuito y que éste quede aislado eléctricamente, se recomienda la instalación de un interruptor de aislamiento o seccionador, aguas arriba del interruptor general. Fig. Esquema unifilar (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 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. 4

5 (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. Fig. Ejemplo de un conexión de un tablero Ubicación de Tableros (1) 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. (2) 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 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. CNE SECCION Circuitos Derivados en Instalaciones Residenciales (1) Los circuitos derivados de un tablero instalado según los requerimientos de la Regla , no deben conectarse a salidas o equipos eléctricos de cualquier otra unidad de vivienda. (2) Cada tomacorriente destinado a un congelador debe ser alimentado por un circuito derivado, que no alimente ninguna otra salida, excepto un tomacorriente empotrado, destinado a alimentar a un reloj eléctrico. (7) Debe preverse un circuito derivado independiente para los tomacorrientes instalados en un ambiente de lavandería. (10) Cuando en una vivienda de una o más plantas, se prevea contar con un garaje con puerta eléctrica, se debe proveer un circuito derivado independiente para el equipo correspondiente, y en el mismo se deben conectar los tomacorrientes y artefactos de iluminación instalados en el área de garaje. (11) Cuando se tengan tomacorrientes instalados en una alacena, gabinete o un estante, destinados a alimentar a un horno de microondas, se debe proveer un circuito derivado independiente que no alimente a otras salidas (12) Cuando una vivienda tenga equipos de aire acondicionado, ya sea de tipo centralizado o equipos individuales para ambientes específicos de la vivienda, debe proveerse para los mismos uno o más circuitos derivados independientes que no alimenten a otro tipo de electrodomésticos. 5

6 Conexiones de Alimentación para Artefactos (1) Los calentadores eléctricos y artefactos electrodomésticos para cocina deben tener sólo un punto de conexión para su alimentación. (2) Cuando en una unidad de vivienda se instale una secadora eléctrica de ropa, cuyo consumo exceda de 15 A, teniendo en cuenta lo expresado en la Regla (2), se debe conectar a través de un interruptor automático o un interruptor provisto con fusibles, instalado adyacente a la misma, y debe proveerse para el equipo un circuito derivado independiente. (3) Para instalarse una secadora eléctrica de ropa en una unidad de vivienda, cuyo consumo no exceda de 15 A, se debe utilizar un cordón eléctrico con enchufe adecuado Artefactos Electrodomésticos con Consumos Mayores de 1500 W Cada calentador eléctrico o artefacto electrodoméstico para cocina, cuyo consumo exceda de W, debe ser alimentado desde un circuito derivado usado únicamente para ese electrodoméstico Protección del circuito de alumbrado Las luminarias, portalámparas y rieles de alumbrado, no deben ser conectados a circuitos derivados protegidos con dispositivos de sobrecorriente con capacidad nominal o ajustados a más de: (a) 15 A en unidades de vivienda; V. PRACTICA DE EXTENSION 1. Realice el esquema unifilar de la instalación eléctrica inspeccionada, consigne además un interruptor diferencial y el símbolo de puesta a tierra. 2. Cuál es la diferencia entre un interruptor unipolar y bipolar, cuál de ellos se emplea en la vivienda inspeccionada. Consigne una foto de cada uno de ellos 3. Cuál es la diferencia entre un interruptor de sobrecorriente y un interruptor diferencial. Consigne una foto de cada uno de ellos 4. Como se relaciona interruptor de sobrecorriente y un interruptor diferencial. 5. En que se asemejan el interruptor de sobrecorriente y un interruptor diferencial. 6. Enumere los circuitos derivados independientes. 7. Se puede instalar un interruptor de 10 A, en una vivienda unifamiliar, explique. 8. Porqué un interruptor diferencial tiene el valor de 30 ma y 25 A. 9. Se puede instalar un tablero a una altura de 1.20 metros sobre el nivel del piso. Explique. 10. Calcule la corriente de una carga de 1500 W, determine el valor del interruptor de sobre corriente, seleccione el conductor del circuito. 6