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Instalación Eléctrica

TALLER DE CONSTRUCCIONArq. Teresa Maria de la Garza.

Bibliografía: “El ABC de las Instalaciones eléctricas residenciales”Gilberto Enríquez Harper

Modulo Instalaciones


La instalación eléctrica es un conjunto de elementos necesarios (conductores, canalizaciones, accesorios y dispositivos de protección) para conducir y transformar la energía eléctrica para ser utilizada por maquinas y aparatos. Incluye: acometida, medidor, interruptor general, centro de carga y circuitos.


Para proyectar la instalación eléctrica de un edificio se requiere:

Determinar los tipos y localizar los puntos de utilización de la energía eléctrica.

Definir el tipo y trayectoria de los conductores, tuberías y canalizaciones.

Definir el tipo y la localización de los dispositivos de protección, control y medición de la energía eléctrica, y demás accesorios.

Calculo de la Demanda

Cada aparato o equipo (lámparas, electrodomésticos, motores, etc,) solicita de la red eléctrica una determinada potencia (medida en watts). El objetivo de la previsión de cargas o demanda, es determinar todos los puntos de utilización de energía eléctrica que formaran parte de la instalación.

Una vez calculada la demanda, se espera que no todos los aparatos se utilizaran simultáneamente, por lo tanto, la carga contratada se estima en un 60% de la demanda total.

La Norma Mexicana NOM‐001‐SEDE establece las condiciones mínimas que se deben adoptar para la cuantificación, localización, y determinación de las potencias de las salidas para alumbrado y contactos en habitaciones (casas, hoteles, etc.):


Norma Mexicana NOM‐001‐SEDE:

ALUMBRADO

UBICACION DE PUNTOS DE ILUMINACIONPrever por lo menos un punto de iluminación en el techo para cada recinto, de manera que este controlado por un apagador de pared.Las salidas (contactos o apagadores) deben estar separadas mínimo 60 cm de la regadera.

CONDICIONES DE POTENCIA MINIMAPara locales con área igual o inferior a 6m2, asignar un mínimo de 100VA (100watts)Para locales con área igual o mayor a 6m2, asignar un mínimo de 100 VA para los primeros 6m2 y aumentando 60 VA por cada aumento de 4m2.



SALIDAS O TOMAS DE CORRIENTE (CONTACTO)

CANTIDAD MINIMAHabitaciones con área igual o inferior a 6m²: mínimo 1 contacto de uso general.Habitaciones con área superior a 6m²: mínimo una toma de uso general por cada 5m o fracción de perímetro, espaciadas uniformemente. En la practica, lo recomendable es tener al menos una salida en cada muro.Cocinas, ante comedores: una toma de uso general por cada 3.5m o fracción de perímetro, independientemente del área.Baños: mínimo una toma de uso general junto al lavabo, con una distancia minima de 60cm respecto a la regadera, independientemente del área.Sótanos, balcones, terrazas o garajes: mínimo una toma de uso general independientemente del área.La cantidad de tomas de uso especifico de cada área se establece de acuerdo con el numero de aparatos de utilización.



SALIDAS O TOMAS DE CORRIENTE (CONTACTO), continuación

CONDICIONES DE POTENCIA MINIMA

Baños, cocinas, ante comedores, áreas de servicio, cuartos de lavado y locales semejantes: considerar 600VA (600 Watts) por toma de usogeneral, para las tres primeras tomas y 100VA para cada una de las excedentes.

Para las demás habitaciones asignar: 100VA por toma de uso general.

Atribuir a cada toma de uso especifico, la potencia nominal del equipo a ser alimentado. Ej. Refrigerador 1500 watts.

Ejemplo

Para determinar la carga estimada siguiendo el criterio de la NOM:Sala:largo=6.00mAncho=4.00mÁrea=24.00m²Perímetro=20.00m1. Potencia de las salidas para alumbrado:

Los primeros: 6m²: 100wSubsecuentes: 4m²: 60w

4m²: 60w4m²: 60w4m²: 60w2m²: se desprecia

Total 24m²: 340w 2. Numero de salidas de Alumbrado:

Buscando una mejor distribución del flujo luminoso, se puede dividir la potencia de iluminación en dos salidas de 200w, cada punto se puede componer de dos lámparas incandescentes de 100w. Se usa un total de 400w.

3. Cantidad de salidas de uso general:Como el área es mayor a 6.00 m², se aplica el criterio del perímetro:20.0m/5=4 salidas de uso general

4. Potencia de las salidas:Para salas y cuartos, la potencia de cada salida es de 100 w

Cuadro de Cargas

Dimensiones Alumbrado Salida de usos generales Salida de usos específicos

Área (M²)

Perímetro (ml)

Cantidad de salidas

Potencia unitaria (VA)

Potencia Total

(VA)

Cantidad de salidas


Potencia Total

(VA)

Aparato Potencia (W)

Sala 24.00 20.00 2 200 400 4 100 400 ‐ ‐

Recamara 13.57 15.00 1 200 200 3 100 300 ‐ ‐

Baño 2.87 7.10 1 100 100 1 600 600 Calentador 5,400

Hall 0.85 3.70 1 100 100 1 100 100 ‐ ‐

Cocina 5.89 10.00 1 100 100 3 600 1,800 Refrigerador horno

1,500 3,000

Totales 47.13 55.80 6 ‐ 900 12 ‐ 3,200 3 9,900

Area

Diseño del sistema eléctrico

1. Ubicación de la acometida, interruptor general y tablero de distribución.

2. Localización de todas las salidas de alumbrado, contactos y salidas especiales en el plano arquitectónico.


3. Arreglo de los Circuitos.

La distribución de circuitos se hace en el Centro de carga mediante pastillas termomagnéticas. Los circuitos pueden ser monofásicos, bifásicos o trifásicos, pueden alimentar directamente a los equipos o mediante un contacto. Para circuitos que alimentan a luminarias y contactos, estas pastillas pueden ser de 15 o 20 A.

Se pueden tener circuitos que alimenten a u solo contacto, o bien, circuitos que alimenten a dos o mas contactos, dependiendo de la demanda.

Para circuitos que alimentan contactos de uso especifico (como aparatos de aire acondicionado) se pueden tener pastillas de 30 o 40 A.

Recomendaciones para la localización de TablerosLos Tableros de distribución o Centros de carga debe ser situado en el punto central de las cargas que atiende, de esta manera se puede obtener una economía razonable en los conductores.Es importante que sea un lugar de fácil acceso, funcional y seguro.


3. Arreglo de los Circuitos.Para calcular la capacidad de un circuito se utiliza la sig. Formula: Intensidad (ampers)= Potencia (suma de watts circuito)

Voltaje (120volts)

La capacidad (watts), para un circuito controlado con un termomagnético de 15A será: 15A x 120V = 1,800W

La capacidad (watts), para un circuito controlado con un termomagnético de 20A será: 20A x 120V = 2,400W

Cuando un circuito alimenta aparatos fijos y luminarias o aparatos portátiles, el total de los aparatos fijos no debe ser mayor al 50% de la capacidad del circuito. Para un circuito de 15A con capacidad de 1,800W, los aparatos fijos deben estar limitados a 900W y el resto quedar disponible para luminarias o aparatos portátiles.

Los contactos se contabilizan como cargas de 1.5A c/u y se limitan al 80% de su capacidad. Por ejemplo, un circuito de 15A se limita a un máximo de 8 salidas para contacto y un circuito de 20A a 10 salidas para contacto.

Para el calculo de los conductores (calibre) que se usan en las casas habitación, la mayoría del alambrado para contactos y alumbrado, emplean conductores No. 12 a 127 volts. En algunos casos como en la alimentación de estufas eléctricas, lavadoras, y secadoras grandes, se requiere alambre calibre No.10 AWGCircuitos a 127 volts corriente alterna, para una carga máxima de 3000 watts.

Distribución de circuitos para el ejemplo anterior:

Dimensiones Alumbrado Salida de usos generales Salida de usos específicos

Área (M2)

Perímetro (ml)

Cantidad de salidas


Potencia Total

(VA)

Catidadde salidas


Potencia Total

(VA)

Aparato Potencia (W)

Sala 24.00 20.00 2 200 400 4 100 400 ‐ ‐

Recamara 13.57 15.00 1 200 200 3 100 300 ‐ ‐

Bano 2.87 7.10 1 100 100 1 600 600 Calentador 5,400

Hall 0.85 3.70 1 100 100 1 100 100 ‐ ‐

Cocina 5.89 10.00 1 100 100 3 600 1,800 Refrigerador horno

1,500 3,000

Totales 47.13 55.80 6 ‐ 900 12 ‐ 3,200 3 9,900

Área

Si La capacidad para un circuito de 15A es de: 15A x 120V = 1,800W yLa capacidad para un circuito de 20A es: 20A x 120V = 2,400Wconsiderando solo el 80% de su capacidad.: 15A = 1,440W y 20A = 1920WLa distribución de circuitos podría ser:C1 = AlumbradoC2 = Salidas de contactos para toda la casa excepto cocinaC3 = Salidas de contactos de uso general en cocinaC4 = Salida de contacto para calentador en bañoC5 = Salida de contacto para refrigerador en cocinaC6 = Salida de contacto para horno en cocina

Para una vivienda, generalmente es posible agrupar:Iluminación en 3 circuitos: Planta Baja, Planta Alta, y exterior. Contactos en 7 circuitos: microondas, refrigerador, varios cocina, lavandería, sala, comedor y recibidor, recamaras. Equipos especiales en 2: hidroneumático y aire acondicionado.TOTAL: 10 a 12 circuitos

4. Elaboración del Diagrama FilarEl diagrama filar indica cuales circuitos son alimentados por cada una de las fases. Una

fase es un cable alimentador vivo que llega a la acometida y tiene un voltaje 127VLas fases se balancean de manera que la diferencia de carga sea menor del 5%

Iluminación Contactos uso

General

Contactos uso Especifico

Wattaje Voltaje Amperaje Calibre alambr

e

Calibre

conduit

A B

60 100 200 500 100 600 1500 3000 5,400 Fases

1

Total por Fase

Kw a contratar = 60% del Wataje total = Kw (0.6) = 8.16Kw desbalance 2.9 %

900

1,800

2,500

1,500

6,700

Volt*Amp Watt/Amp Watt/Volt

Circuito Descripción Watts

1 Alumbrado 3 3 900 110 8.18 14” ¾”

2 Todos los contactos excepto cocina

8 1 1,400 110 12.72 14” ¾” 1,400

3 Contactos uso Gral. en cocina

3 1,800 110 16.36 12” ¾”

4 Calentador en baño

5,400 220 24.54 10” ¾” 2,500

5 Refrigerador en cocina

1 1,500 110 13.63 12” ¾” 1,500

6 Horno en cocina 1 3,000 220 13.63 12” ¾” 1,500

Total 13,600 = 13.6 Kw 6,900

Cuadro de Cargas

Desbalance = (Fase mayor – Fase menor)/ Fase mayorCuando se trata de 3 fases

Amperaje = watts / volts (√3)

Consumo de minisplit 2 ton = 2280 watts, entonces amperaje = 2280/220 = 10.36 amp

Clima central 5 ton = 5250 watts entonces amperaje = 5250/220 = 23.86 amp

Si, el clima es trifásico, entonces amperaje = 5250/(220)√3) = 14.04 amp

Para calcular el calibre del conductor del interruptor general a la acometida, se calcula el amperaje en base a la demanda estimada:

Si es bifásico: amperaje = 8,160/220 = 37.09 amp, entonces calibre 8

Si es trifásico: amperaje = 8,160/(220)√3) = 21.82 amp, entonces calibre 10

El ABC de las Instalaciones eléctricas en edificios y comerciosGilberto Enríquez Harper

5. Trazado de las tuberíasA partir del tablero de distribución (centro de carga) se inicia el trazo de los tubos conduit, procurando trayectorias cortas y evitado siempre que sea posible el cruce de tuberías.Interconectar las salidas de alumbrado (salidas de techo) recorriendo e interconectando todos los cuartos.Conectar las salidas de alumbrado a los apagadoresSe debe evitar que las cajas octogonales en el techo estén interconectadas a mas de 6 tubos y que las cajas rectangulares de 4”x2” de apagadores, estén interconectadas a mas de 4 tubos, ya que un numero mayor de conexiones podría ocasionar una gran ocupación en las referidas cajas.Se debe evitar también que por cada tramo o sección de tubo pase una cantidad elevada de circuitos. (limitar a un máximo de 5 circuitos.En algunos casos es recomendable la utilización de tuberías embebidas en piso para circuitos de salidas bajas.Se deben indicar los respectivos diámetros nominales de los tubos conduit.Las tuberías deberán estar guiadas para facilitar la entrada de los cables al conducto.

Canalizaciones por piso:•Línea punteada

Canalizaciones por losa:•Línea Continua

M

IGMedidor

6. CableadoA partir del medidor (acometida) llevar los tres cables (dos fases y un neutro), canalizados por piso hasta el Interruptor General. A partir de este punto, dependiendo del proyecto, puede continuar la canalización de estos tres cables, por piso o por losa, hasta el tablero de distribución.

Siguiendo el código de colores, a partir del tablero de distribución, o centro de carga, se inicia la alimentación de la fase a cada apagador, pasando por la caja de la lámpara. Del apagador regresa a la lámpara, un cable (rojo) que es el que lleva la corriente viva a la lámpara.

De la lámpara salen a alimentar a otro cuarto, una fase y un neutro. Si se tienen lámparas con motor (como ventiladores) para mayor protección se debe proveer, además de la fase y el neutro, un cable (verde) para tierra.

Se debe evitar que por cada tramo o sección de tubo pase una cantidad elevada de circuitos. (limitar a un máximo de 5 circuitos.

En el caso de los circuitos que alimentan a contactos, estos llevan una fase y un neutro. Para contactos aterrizados, se debe agregar un tercer cable (verde) para tierra.

Propuesta del cableado Código de colores:•Fase A Negro•Fase B Azul•Fase C Rojo•Neutro Blanco•Tierra Verde

Fase

Retorno

Apagador Sencillo

FaseRetorno

NeutroApagador de tres vías

M

IG

TierraNeutro

Tierra

Plano de cableado eléctricoDiámetro en

PulgadasÁrea interior en

mm²

½ 196

¾ 356

1 552

11/4 979

1 ½ 1,331

2 2,186

3-12-3/4”

3-12-3/4”

3-12-3/4”

5-12

-3/4

”

3-12-3/4”

3-12-3

/4”2-12-3/4”

3-12-3/4”

3-12

-3/4

”

3-12-3/4” 3-12-3/4”

3-12-3/4”

3-12-3

/4”

2-12-3/4”

2-12

-3/4

”

M

IG

3-8-3/

4”

AREA INTERIOR DE TUBO CONDUIT

Calibre AWG Sección mm²

18 .82

16 1.3

14 2.08

12 3.3

10 5.2

8 8.4

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