República Bolivariana de VenezuelaUniversidad pedagógica Experimental Libertador

Instituto Pedagógico de Barquisimeto“Luis Beltrán Prieto Figueroa”

Departamento de Educación TécnicaPrograma de Electricidad Industrial

Guía teórico-práctica Sobre Capacidad de alimentadores y

Circuitos ramales

Docente en formación:Abigail Alvarado

C: I 23.310.122

Barquisimeto 05/09/15

Índice

1 introducción2.- Desarrollo2.1.- Capacidad de alimentadores2.2.- Calibre de los conductores alimentadores2.3.-Reglas generales para el cálculo de los alimentadores2.4.-La capacidad de conducción de corriente (ampacidad)2.5.- tablas para conductores admisibles en una tubería2.6.- Tabla sencilla para calcular que cable se necesita mediante el amperaje

3._Circuitos ramales3.1.-El CEN (Código Eléctrico Nacional)3.2.-Normas de los requisitos ramales3.3.-Tabla sobre metros requeridos dependiendo del lugar3.4.-(C) Cargas para Ampliación de Instalaciones Existentes.3.5.-Principios básicos al momento de realizar una instalación

4.-Actividad 1

5.-Actividad 2

6.-Actividad 3 Práctica

1._ introducción

En esta guía se muestra la gran importancia de las instalaciones eléctricas, es de gran ayuda en la actualidad conocer cómo es que se lleva a cabo una instalación y conocer cada uno de sus elementos, el principio de funcionamiento de cada uno de los elementos que componen una instalación eléctrica, de igual forma es interesante tener muy en cuenta cuales son los tipos que existen en la actualidad de las instalaciones, así como el riesgo que tenga cada una.

Las instalaciones eléctricas por muy sencillas o complejas que parezcan, es el medio mediante el cual los hogares y las industrias se abastecen de energía eléctrica para el funcionamiento de los aparatos domésticos o industriales requeridos.

Es importante tener en cuenta la aplicación de los reglamentos para garantizar un buen y duradero funcionamiento, además en caso de diversas circunstancias sepamos actuar adecuadamente y cuidar nuestra integridad física mediante el uso de protecciones.

2.- Desarrollo

2.1.-Capacidad de alimentadores

Conductores alimentadores

Se entiende como circuito alimentador al conjunto de los conductores y demás elementos de un circuito, en una instalación de utilización, que se encuentra entre el medio principal de desconexión de la instalación y los dispositivos de protección contra sobre corriente de los circuitos derivados.

2.2.-Calibre de los conductores alimentadores

Los Conductores de los circuitos alimentadores deben tener una capacidad de corriente no menor que la correspondiente a la carga por servir. EI calibre de los conductores alimentadores no debe ser menor que el No. 10 AWG en los siguientes casos.

a) Cuando un alimentador bifilar alimente a dos o más circuitos derivados bifilares.

b) Cuando un alimentador trifilar abastezca a tres o más circuitos derivados bifilares.

c) Cuando un alimentador trifitar alimente a dos o más circuitos derivados trifilares.

Diferentes calibres de un cable

2.3.-El cálculo de los alimentadores para otros casos se hace de acuerdo con los siguientes conceptos:

Demanda máxima

a) La demanda máxima de un Circuito alimentador se puede calcular sumando las cargas de los circuitos derivados que estarán alimentados por él, afectando el siguiente factor de demanda en el caso de casas habitación.

Primeros 3 000 watts o menos 100%

Exceso sobre 3 000 watts 35%

-Para hoteles

Primeros 20 000 watts o menos 100%

Exceso sobre 20 000 watts 40%

-Para edificios de oficinas o escuelas

Primeros 20 000 watts o menos 100%

Exceso sobre 20 000 watts 70%

Tanto en hoteles como en edificios y escuelas, no se aplican estos factores al cálculo de la carga de alimentadores de áreas en donde se tiene alumbrado permanente.

Para otros locales

Carga total de alumbrado general 100%

b) Contactos no considerados en la carga de alumbrado. La carga de estos contactos de uso general en cualquier tipo de local con un mínimo de 180 watts por salida puede sumarse a la carga de alumbrado y sujetarse a los mismos factores de demanda anteriores.

2.3Reglas generales para el cálculo de los alimentadores

Para determina (el tamaño o capacidad de cada elemento de un Circuito alimentador, se determina la carga. A partir de este dato se calcula el tamaño o capacidad de conducción del conductor, así como la capacidad de dispositivo de protección.

Si en un servicio se originan varios alimentadores, el tamaño de los conductores y la capacidad de los dispositivos de protección para cada Circuito alimentador se deben calcular por separado antes de que se calcule la carga para el servicio completo (la instalación total).

La capacidad de conducción de los circuitos alimentadores también se conoce como la ampacidad y no debe ser mayor en ningún caso a los valores recomendados por las especificaciones técnicas para instalaciones eléctricas de la SEPAFIN que indican que para cualquier tipo de alimentador alimentando dos o más circuitos derivados con 30 amperes totales y con longitudes hasta de 15 metros, se puede usar el calibre No. 10 AWG con conductor de cobre.

Ejemplo 1

Con el siguiente ejemplo de cálculo de la ampacidad de un alimentador y su protección contra sobre corriente, se muestra el procedimiento para el cálculo de alimenta dores para cargas mixtas de alumbrado y contactos. Si en este caso el alimentador alimenta a las siguientes cargas a 127 volts, una fase:

• El área de una casa habitación de dos plantas con un área total de 120 m2.

• 10 contactos dobles a 127 volts para usos especiales.

Solución

La carga de alumbrado considerando también los contactos de uso general y una densidad de carga de 20 watts/rn2 es:

W1 = 120 x 20 = 2 400 watts

Se pueden considerar los contactos para usos especiales con una capacidad de 180 watts c/u y un factor de demanda del 100%, por lo que la carga por este concepto es:

W2 = 10 x 180 = 1 800watts.

La carga total conectada es entonces:

Wt= W1 + W2 =2400+1800=4200W

La carga en amperes es entonces:

4 200

i=4 200 = 33.07 amperes127

Con este dato se determinan las características de conductores y tubo conduit. La protección se puede lograr con interruptor termo magnético de 40 A

Selección del calibre de conductores y tubo conduit para instalaciones eléctricas en baja tensión

Como se indicó, en el caso de las instalaciones eléctricas de casas habitación, la selección adecuada de un conducto que llevará corriente a un dispositivo específico o cargas se hace tomando en consideración dos factores:

• La capacidad de conducción de corriente (ampacidad).

‘La máxima calda de voltaje permisible.

Por lo general, para un análisis, estos dos aspectos se tratan por separado pero en forma simultánea para seleccionar un conductor, tomando en la decisión final al conductor de mayor sección que cumpla con ambos requerimientos.

2.4.-La capacidad de conducción de corriente (ampacidad)

Se menciona que los conductores están limitados en su capacidad de conducción de corriente por razones de calentamiento, por las limitaciones en la conducción de corriente por razones de calentamiento, por las limitaciones en la conducción de corriente por problemas de disipación de calor y limitantes impuestas por el aislamiento.

Debido a lo anterior, el número de conductores alojados dentro de un Tubo conduit se tiene que restringir de manera que permita el alojamiento y la manipulación durante la instalación y se considere también la cantidad de aire necesario para que los conductores se mantengan a temperaturas adecuadas mediante un enfriamiento correcto. Estas condiciones que se han fijado se pueden lograr estableciendo una relación adecuada entre las secciones del tubo conduit y los conductores que alojará.

La relación que debe existir entre el área del tubo conduit y la de los conductores que alojará se expresa por medio del llamado factor de relleno F

Que se expresa como:

F= __a____ A

Siendo: a = área de los conductores en mm2

A = Área interior del tubo conduit en mm2

Los valores de estos factores de relleno establecidos para algunas instalaciones eléctricas son los siguientes:

F [ 51%para un solo conductor [ 31% para dos conductores

F [ 43% para tres conductores [ 40% para cuatro o más conductores

Ejemplos de cálculo de conductores eléctricos por capacidad de corriente y el tamaño del tubo conduit necesario

Ejemplo 2

Calcular el calibre de los conductores tipo TW de un circuito derivado con 4 conductores de 15 amperes con una temperatura ambiente de 30°C. Calcular también el tamaño del tubo conduit requerido.

Solución

Este tipo de problemas se resuelve mediante el uso de tablas, nomogramas o regias para el cálculo de instalaciones eléctricas elaboradas por algunos fabricantes. En este libro se adopta el método del uso de tablas de características para conductores y tubos conduit. De Ia tabla “para 4 conductores TW con una

corriente de 15 A, el calibre requerido es el No. 12 AWG, De la tabla (2.8) para 4 conductores No. 12 se requiere tubo conduit, de 13 mm (1/2 pIg.).

Ejemplo 3

Calcular el calibre de los dos conductores vinanel 900 de un alimentador que llevará una corriente de 35 A con temperatura ambiente de 30°C. Indicar también el tamaño del tubo conduit requerido.

Solución

De la tabla (2.7) para dos conductores con 35 A se requiere conductor No. 8 AWG.

De la tabla 2.8 para 2 conductores No. 8 se requiere tubo conduit de 13 mm (1/2

pIg.).

Ejemplo 4

Calcular el tamaño del tubo conduit (metálico) que debe contener a los siguientes conductores con aislamiento vinanel 900: 2 No, 12, 4 No. 14, 2 No- 8.

Solución

Como se trata de conductores de diferente calibre, no es posible proceder como en los ejemplos anteriores; por lo que se puede elaborar una tabla con Ias áreas de conductores como sigue, besándose en la tabla 2.1.

Como se tienen más de 4 conductores, el factor de relleno es:

F = 40% = 0.40

El área del tubo conduit necesaria es entonces:

= 79.190mm2

De la tabla 2.1 se requiere tubo conduit de 13 mm (1/2 pIg).

2.5.- tablas para conductores admisibles en una tubería

2.6.- Tabla sencilla para calcular que cable se necesita mediante el amperaje

3._Circuitos ramales

Los circuitos ramales están constituidos por conductores que parten de los tableros de distribución y transportan la energía hasta los puntos de alimentación. Los circuitos ramales pueden ser compartidos o individuales, es decir, exclusivos para una carga. Un ejemplo de un circuito ramal, lo constituyen los conductores que alimentan los tomacorrientes en una instalación residencial, siendo de tipo compartido, y un circuito ramal exclusivo, lo puede constituir la alimentación de un motor de gran potencia en sistemas industriales.

3.1.-El CEN (Código Eléctrico Nacional) en su sección 100, define un circuito ramal como "… los conductores del circuito entre el último dispositivo contra sobre corriente que protege el circuito y las salidas…" (p: 998)Por su parte la sección 225 del CEN se dedica a los requisitos para los circuitos ramales y circuitos de instalación exterior.

3.2.-Normas de los requisitos ramales (A) Tensiones. Si no se especifican otras tensiones para el cálculo de cargas del circuito alimentador y los circuitos ramales, se aplicarán las tensiones nominales de 120,120/240, 208Y/120, 240, 347, 480Y/277, 480, 600Y/347 y 600 Voltios

(B) Fracciones de Amperios. Cuando el resultado del cálculo dé una fracción de A menor que 0.5, tal fracción podrá despreciarse. 220.3 Cálculo de Cargas de Circuitos Ramales. Lascargas de los circuitos ramales se calcularán como se indica en 220.3(A) hasta (C).

(A) Cargas de Iluminación para Usos Especificados. La unidad de carga no será menor a lo indicado en Tabla 220.3(A) para usos especificados allí y constituirá la carga mínima de iluminación. La superficie del piso de cada planta se calculará a partir de las dimensiones exteriores de la edificación, unidad de vivienda u otras áreas involucradas. Para las unidades de vivienda, la superficie calculada del piso no incluirá los porches abiertos, los garajes, ni los espacios inutilizados o sin terminar que no sean adaptables para su uso futuro.

NOTA: Los valores unitarios de estos cálculos se basan en las condiciones de carga mínima y en un factor de potencia del 100 % y puede que no ofrezcan capacidad suficiente para la instalación considerada.

(B) Otras Cargas. Cualquier Uso. Para todos los usos, la carga mínima para cada salida de uso general de tomacorrientes y salidas diferentes a de iluminación no será menor a la mostrada en 220.3(B)(1) hasta (11), la carga indicada se basa en las tensiones nominales del circuito ramal.

Excepción: Las cargas de salidas que alimentan paneles y tableros en centrales telefónicas no se consideran en este cálculo.

(1) Artefacto Específico u otra Carga. Una salida para un aparato específico u otra carga no comprendida en (2) hasta (11) será calculada con base en la capacidad en amperios del aparato o carga servida.

(2) Secadoras Eléctricas y Otros Aparatos para Cocinar en el Hogar. El cálculo de cargas se hará tal como se especifica en 220.19 para artefactos de cocina y otros similares.

(3)Cargas de Motores. Las salidas para carga de motores se calcularán de acuerdo a los requisitos de 430.22, 430.24 y 440.6 Tabla 220.3(A) Cargas de Iluminación General por Tipo de Local Tipo de Local Carga Unitaria

3.3.-Tabla sobre metros requeridos dependiendo del lugar

(4) Luminarias Embutidas. Una salida de corriente para luminarias embutidas se calculará con base a los VA máximo del equipo y de las lámparas para los cuales están diseñados.

(5) Portalámparas Tipo Pesado. Las salidas para portalámparas de servicio pesado se computarán como mínimo en 600 VA.

(6) Iluminación para Rótulos y de Realce. La iluminación para rótulos y de realce será calculada como mínimo en 1.200 VA para cada circuito ramal requerido, especificado en 600.5(A).

(7) Vitrinas. Las vitrinas serán calculas con base a uno delos siguientes.

(1) La unidad de carga por cada salida tal como requerida en otras disposiciones de este artículo.(2) 200 VA por cada 30 cm (1 pie) de vitrina.

(8) Conjuntos de Tomas Múltiples Fijos. Conjuntos fijos de tomas múltiples usados en otros sitios diferentes a unidades de viviendas o sala de huéspedes de hoteles o moteles serán calculados de acuerdo con (1) o (2) siguientes. Para el propósito de este artículo, se permitirá hacer el cálculo con base en la porción que contienen los tomacorrientes.

(1) Donde es poco probable el uso simultáneo de cierto número de artefactos, cada longitud de 1,50 m (5pies) o fracción se considerará como una salida de180 como mínimo.(2) Donde es probable el uso simultáneo de cierto número de artefactos, cada longitud de 30 cm (1 pie) o fracción se considerará como una salida de 180 VAcomo mínimo.

(9) Salidas para Tomacorrientes. Con excepción a lo expresado en 220.3(B)(10), el cálculo para tomacorrientes se hará considerando no menos de 180 VA por cada tomacorriente simple o múltiple sobre un yugo. Una pieza única que consiste en un tomacorriente múltiple con cuatro más tomacorrientes se considerará como mínimo en90 VA por tomacorriente. Esta disposición no será aplicable a los tomacorrientes especificados en 210.11(C)(1) y (2). (10) Unidades de Vivienda. En unidades de vivienda unifamiliares, dúplex y multifamiliares y también en salas de huéspedes de hoteles y moteles, las salidas especificadas en (1) , (2) y (3) siguientes están incluidas en los cálculos de iluminación general de 220.3(A). No se requieren cálculos adicionales de cargas para dichos tomacorrientes.

(1) Todos los tomacorrientes de uso general con capacidad de 20 A o menos que se conectan a los circuitos de 210.11(C)(3).(2) Las salidas de tomacorrientes especificadas en 210.52(E) y (G)(3) Las salidas para iluminación especificadas en 210.70(A) y (B)

(11) Otras Salidas. Otras cargas no cubiertas por220.3(B)(1) hasta (10) se calcularán con 180 VA por salida.

3.4.-(C) Cargas para Ampliación de Instalaciones Existentes.

(1) Unidades de Vivienda. El cálculo de la carga para la ampliación de una unidad de vivienda existente se hará en la forma aplicable siguiente:(2) Las cargas correspondientes a adiciones estructurales de una vivienda existente o para parte de ella no cableada anteriormente y siempre que una y otra exceda de los 46.5 m2 (500 pies2), se hará de acuerdo con 220.3(A) y (B).(3) El cálculo de la carga para nuevos circuitos o extensiones de circuitos en unidades de vivienda previamente alambrados se hará de acuerdo con lo aplicable de 220.3(A) y (B).(4) Locales Distintos a Unidades de Viviendas. El cálculo de la carga para nuevos circuitos o extensiones de circuitos en locales de uso distinto al de las unidades deViviendas se hará de acuerdo con lo aplicable de 220.3(A) y (B).

3.5.-Principios básicos al momento de realizar una instalación

a. Seguridad

Antes de llevar a cabo cualquier actividad relacionada con la instalación eléctrica o cualquier trabajo con, o en proximidad de una instalación eléctrica, se debe hacer una evaluación de los riesgos eléctricos que puedan presentarse.

b.Personal

Todos los estudiantes que intervengan en trabajos (practica y ejercicios) de una instalación eléctrica o en su proximidad, recibirán una formación referente a las prescripciones de seguridad y las normas que hay que seguir. La persona encargada de los trabajos deberá asegurarse el cumplimiento de dichas prescripciones y normas de seguridad.

c. Organización Cada instalación eléctrica estará bajo la responsabilidad de una persona (Profesor) y el acceso a los estudiantes a los lugares con riesgo eléctrico debe ser regulado. Cuando los trabajos sean complejos, el Profesor debe estar pendiente para cualquier caso de un incidente y de aplicar primeros auxilios

Antes de comenzar cualquier trabajo, la persona designada como encargada de la instalación será informada del trabajo a realizar. Nunca se debe autorizar el inicio de los trabajos, ni la reconexión de la instalación eléctrica por medio de señales o por preacuerdos en base a un intervalo de tiempo determinado.

d.Zona de trabajo

La zona de trabajo debe estar claramente definida y delimitada. No se deben colocar objetos que puedan dificultar el acceso, ni materiales inflamables cerca de los equipos eléctricos.

4.-Actividad 1 Organizador de información

Realiza un organizador de información de forma individual sobre el tema antes visto de canalizaciones pueden hacer cualquier tipo de organizador ya sea mapa de concepto, mapa mental, mándala entre otros Aspectos a evaluar:

Originalidad Creatividad Diseño Dominio de contenidos Responsabilidad

Tiempo estimado para su realización: 1 horaPonderación: 5pts

5.- Actividad 2: Taller

En equipos de tres personas se pondrá unos ejercicios propuestos en la pizarra, los estudiantes tendrán que pasar a resolverlos, solo se podrá preguntar dudas a sus compañeros de equipos, pueden utilizar los ejemplos ya dados en la guía y en el blog para reforzar

Aspectos a evaluar Dominio de contenidos Entendimiento Trabajo en equipo Iniciativa para resolver el ejercicio Ayuda a sus compañeros

Tiempo estimado para resolver sus ejercicios: 1 hora Ponderación: 6pts

6.- Actividad 3 Práctica de laboratorio

Los estudiantes harán el estudio de carga y unas canalizaciones en un casa residencial se hará en grupos de tres el docente les entregara la práctica a realizar, aquí utilizaran para ayudarse todo el contenido que ha visto hasta ahora y la experiencia de la actividad 1 y 2 para realizar la practica

Aspectos a evaluar Dominio de contenidos Trabajo en equipo Comportamiento al entrar a lo practico Organización seguridad y normas al estar realizando la practica

Tiempo estimado para realización de la práctica: 2horasPonderación: 9 pts.

Practica de laboratorio

Pre-laboratorioInstrucciones: antes de dar inicio a las actividades de laboratorio debes investigar en grupo las preguntas que se realizan a continuación

1.- ¿Qué son canalizaciones?2.- ¿Menciones los tipos de calibre de un cable AWG?3.-¿Capacidad que soporta el cable dependiendo el calibre?4.-¿Qué son los circuitos ramales?

LaboratorioActividad Ponerle el cableado a un cuarto y sala en una casa residencial + conexión de tres tomacorrientes y una lámpara con interruptor

Materiales a utilizar:

3 Toma corrientes 1 Lámpara 1 Bombillos Cables (calibre 12) Tubos(calibre y tipo) Cajetín (medidas) Breaker(de 10 y 20 amp)

Herramientas a utilizar

Pela-cables Destornillador Piqueta Alicate Martillo Multímetro Exacto Guayapa sacables

INTRUCCIONES

1. Primero ponerse los equipos de protección al momento de empezar como la bata lentes y guantes protectores entre otros

2. Utilizar la guaya para pasar los cables por los tubos y conectarlos al tablero (estar pendiente de trabajar sin que los cables estén alimentados)

3. Después, colocar los tres tomacorrientes, la lámpara y el interruptor de la lámpara

4. Hacer un estudio de carga para saber que breaker usar en las instalaciones antes realizadas

5. Verificar que todo está bien colocado para que no allá un incidente o un accidente

6. Antes de alimentar para saber si todo está funcionando hacer que el docente también verifique las instalaciones por más seguridad

7. Alimentar y ver si las tomacorrientes y el interruptor funcionan

Preguntas 1.- ¿qué sucede cuando se alimenta el cuarto?2.- ¿la iluminación de la lámpara es suficiente para el cuarto?3.- ¿funcionan bien los equipos al conectarlos a los tomacorrientes?

Post-laboratorio

Investiga y responde

1.- qué pasaría si se conectan más tomacorrientes de lo que puede soportar el breaker2.- cuanto es el máximo de tomacorrientes que se puede conectar en un cuarto3.- qué pasa si un aparato electrónico se conecta en una toma corriente y el toma corriente se quema

Referencias

.Harper E.(1998). El ABC de las instalaciones eléctricas [libro en línea]: Editorial S.A.DE C.V.

Disponible: http://electricidactica.blogspot.com/p/libros.html [consulta: 2015, agosto 18]

Norma venezolana, Fondonorma200:2004, Código eléctrico Nacional (2002) [documento en línea].

Disponible:http://www.monografias.com/trabajos-pdf2/codigo-electrico-nacional/codigo-electrico-

nacional.shtml [consulta 2005, agosto 18]

Cableado Estructurado (2008) [documento en línea]. Disponible:

http://www.monografias.com/trabajos-pdf2/codigo-electrico-nacional/codigo-electrico-nacional.shtml

[consulta 2015, agosto18]