esquema unifilar circuitos derivados

CURSO : INSTALACIONES ELECTRICAS Msc. CESAR L.LOPEZ A MODULO DE AUTOAPRENDIZAJE

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SESION 8: ESQUEMA UNIFILAR, REGLAS DE ALAMBRADO, TABLEROS, CIRCUITOS

DERIVADOS

OBJETIVO. Proyectar el esquema unifilar, el tablero y los circuitos derivados en un plano de instalacin

elctrica.

I. El ESQUEMA UNIFILAR

Un esquema unifilar es una representacin grfica de una instalacin elctrica o de parte de ella. El

esquema unifilar se distingue de otros tipos de esquemas elctricos en que el conjunto de conductores

de un circuito se representa mediante una nica lnea, independientemente de la cantidad de dichos

conductores. Tpicamente el esquema unifilar tiene una estructura de rbol. 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 dimetro de la tubera

La capacidad del interruptor automtico

El nivel de tensin.

A continuacin se muestra un diagrama unifilar de 10 circuitos:

1. El interruptor general es trifsico de 3x50 A

2. El alimentador del tablero consta de tres conductores trifsicos unipolares de 16 mm + un

conductor a tierra de 1x6 mm, del tipo TW. En algunos casos para representar un conductor

unipolar y de conexin trifsica se emplea se emplea la siguiente designacin: 3-1x16 mm

3. El alimentador del tablero se encuentra embutido en una tubera PVC pesada, denominada

PVC-P, de 25 mm de dimetro. Asimismo las tuberas sern rgidas de PVC (Policloruro de

Vinilo) del tipo liviano para los circuitos derivados y del tipo pesado para los alimentadores y

subalimentadores, segn dimetro indicado en el diagrama unifilar


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4. El circuito derivado C1, tiene un ITM monofsico de 2x20 A, con dos conductores del tipo TW

de 2x4 mm, embutidos en una tubera PVC liviana, denominada PVC-L, de 15 mm de

dimetro.

5. La tensin nominal del tablero es de 220 V a una frecuencia de 60 Hz.

010-008 Informacin a los usuarios

Toda instalacin elctrica debe contar con un esquema unifilar actualizado cumpliendo con la Norma

DGE Terminologa en Electricidad y la Norma DGE Smbolos Grficos en Electricidad, y normas

complementarias; precisando las caractersticas tcnicas fundamentales de los equipos y materiales

elctricos instalados, as como su plano de emplazamiento y trazado. El esquema unifilar y el plano de

emplazamiento y trazado deben ser permanentemente actualizados con las modificaciones o

ampliaciones que se efecten.

II. REGLAS DEL ALAMBRADO

Al planificar o ejecutar una instalacin elctrica, las ms importantes Reglas en el Cdigo se refieren a

donde y bajo que condiciones deben utilizarse los diferentes mtodos de alambrado. Tres condiciones

generales determinan el tipo de mtodo de alambrado a utilizar:

(a) Condiciones de construccin de la edificacin, tales como materiales combustibles o no

combustibles, acabado de mampostera o de concreto vaciado;

(b) Condiciones de ubicacin, tales como instalacin visible u oculta, tendido subterrneo o sobre el

terreno, lugares secos, hmedos o mojados;

(c) Condiciones de uso, tales como nivel de tensin, lugares peligrosos, temperatura ambiente o

posibilidad de daos mecnicos.

Para el alambrado se utilizan canalizaciones o conductos y el condcutor. Las canalizaciones son

canales diseados para alojar en su interior de manera holgada conductores, cables o barras. Los

conductores o cables pueden ser retirados o tendidos, segn el tipo de canalizacin. Las canalizaciones

pueden ser de construccin metlica o no metlica y se requiere que stas sean instaladas de acuerdo

con las condiciones y lugares de uso. Los conductos son canalizaciones con secciones transversales

circulares en las cuales se requiere instalar o retirar conductores. A continuacin se muestra ejemplo de

condcutos.

Los accesorios asociados, a los conductos rgidos de PVC son

1. Acopladores rectos,

2. Acopladores de ngulo de 5,

3. Casquillos,


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4. Enchufes,

5. Terminaciones con extremos acampanados,

6. Codos o Curvas y

7. Adaptadores.

El conducto y sus accesorios estn destinados para operar a una temperatura mxima 75C

070-106 Cables de un Solo Conductor y Multiconductores

(3) Cuando sean utilizados cables de un solo conductor unipolar, todos los correspondientes a un mismo

circuito, deben ser del mismo tipo y la misma temperatura nominal

070-110 Radio de Curvatura de los Conductores

El radio de curvatura de los conductores debe ser lo suficientemente grande como para asegurar que no

se produzcan daos a los conductores, su aislamiento, cubiertas o forros.

070-112 Uniones y Empalmes de Conductores

(1) A menos que se empleen terminales especiales que no requieran de soldadura, las uniones o

empalmes de los conductores aislados deben ser soldados, debindose asegurar previamente a la

soldadura, que los empalmes sean mecnica y elctricamente seguros.

(2) Los empalmes deben ser cubiertos por un aislamiento equivalente al de los conductores que estn

siendo unidos.

(3) Todas las uniones o empalmes de conductores y cables, deben ser accesibles.

070-506 Mtodos de Instalacin

(1) El cable debe ser tendido en tramos continuos entre cajas de salida, de paso y tableros conformando

un circuito cerrado. Todas las uniones, empalmes y terminaciones deben ser efectuados dentro de las

cajas.

070-512 Prohibicin de Instalacin Bajo Yeso o Cemento

El cable no debe ser instalado bajo yeso, cemento o acabado similar.

070-906 Proteccin de los Conductores en los Extremos de las Canalizaciones

(1) Se deben utilizar pasacables de material aislante o mtodos equivalentes para proteger los

conductores de la abrasin, cuando salen de las canalizaciones.

070-910 Uniones y Empalmes Dentro de Canalizaciones

No deben existir uniones o empalmes de conductores o cables al interior de las canalizaciones, excepto

en el caso de ductos de barras, ductos de cables, bandejas para cables y en canalizaciones de superficie

con tapas removibles.

070-912 Cableado de Conductores

Excepto en el caso de conductores usados como barras o en el de cables con aislamiento mineral, los

cables unipolares o multiconductores con secciones mayores de 6 mm que se instalen en una

canalizacin, deben ser cableados.

070-914 Continuidad Elctrica de Canalizaciones

Las canalizaciones metlicas deben tener continuidad elctrica en toda su extensin, y deben estar

elctricamente conectadas a todos los equipos a los que se fijen.

070-922 Radio de Curvatura de las Canalizaciones

(1) Cuando las canalizaciones sean del tipo en que los conductores son depositados en su interior y

doblados durante su montaje, el radio de curvatura de la canalizacin, medido en el lado interior de la

curva, debe ser por lo menos de 6 veces el dimetro interno de la canalizacin; excepto el caso de

instalarse conductores con cubierta de plomo, en el que el radio de curvatura debe ser por lo menos

10 veces el dimetro interno de la canalizacin.

070-938 Canalizacin Completamente Instalada Antes de Instalar los Conductores

(1) Las canalizaciones deben ser instaladas conformando un sistema completo, antes que los cables o

conductores sean montados en ellas.


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(2) Los conductores o cables no deben ser tendidos o introducidos en una canalizacin ubicada en una

edificacin en construccin, hasta que los accesorios de la canalizacin y los conductores puedan

estar razonablemente protegidos contra daos por efecto de las tareas de construccin.

070-940 Tapado de las Canalizaciones Sin Uso

Los terminales o zonas accesibles de las canalizaciones sin usar o de reserva, deben ser

adecuadamente selladas o tapadas.

070-942 Mximo Nmero de Curvas en una Canalizacin

En el caso de canalizaciones en que se requiera que los conductores sean jalados a travs de ellas, no

se permite ms de cuatro curvas de 90 entre cajas o puntos de derivacin, incluyndose las curvas

necesarias en el accesorio, la salida o el tomacorriente.

070-1014 Conductores en Conductos

(1) Los conductos deben tener las dimensiones necesarias para permitir la introduccin y retiro de los

conductores sin originar daos en los mismos ni en sus cubiertas.

(4) El mximo nmero de conductores o cables multiconductores que pueden llevarse en un conducto,

debe ser tal, que el rea transversal de los conductores y sus cubiertas aislantes no exceda la

mxima capacidad de llenado del conducto especificada en la Tabla 8, tenindose en cuenta para su

determinacin que:

(a) El rea transversal interna de las diferentes secciones de conductos debe ser aquella especificada

en la Tabla 9; y

(b) No obstante lo especificado en el Prrafo (a), el rea transversal interna de una canalizacin se

permite que sea obtenido ya sea a partir de sus dimensiones internas o a partir de las

especificaciones del fabricante; y

(c) Los dimetros y reas transversales de conductores desnudos, alambres aislados y cables

multiconductores deben ser obtenidos a partir de mediciones; y

(d) No obstante lo especificado en el Prrafo (c), se permite que las dimensiones de conductores

individuales se obtengan a partir de la Tabla 10 para los tipos de conductores ah identificados.

(5) No obstante los requerimientos de la Subregla (4), el mximo nmero de conductores de la misma

seccin permitido dentro de un conducto, debe ser determinado a partir de la Tabla 6 para los tipos

de conductores ah listados.


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070-1100 Utilizacin

(1) Se permite el uso de tuberas rgidas de Cloruro de Polivinilo (PVC) y de Termoplstico

Libre de Halgenos (HFT) en montajes visibles o empotrados, sobre o bajo pisos.

070-1102 Restricciones de Uso

(1) Los conductos rgidos de PVC y de HFT no deben ser usados:

(a) En lugares peligrosos; o

(b) En edificaciones que requieran ser de materiales no combustibles, a menos que:

(i) Tengan caractersticas adecuadas como retardantes de fuego, o contra el desarrollo de humos; o

(ii) Se monten empotradas en paredes o en losas de concreto de pisos.

(2) Los conductos rgidos de PVC no deben ser usados en lugares cerrados con aislamiento trmico

070-1104 Limitaciones de Temperatura (ver Anexo B)

(1) Los conductos rgidos de PVC no deben ser utilizados en ambientes en que en condiciones normales

alguna parte del conducto est sujeto a temperaturas que excedan los 75 C.

070-1106 Proteccin Mecnica

Los conductos rgidos de PVC y HFT deben ser protegidos cuando puedan estar expuestos a daos

mecnicos, tanto durante su instalacin como despus de ella.

070-1108 Curvado en Obra (ver Anexo B)

(1) Se permite el curvado en obra de los conductos rgidos de PVC, en la medida que se cuente con los

equipos de curvado especficamente requeridos para este propsito.

(2) El radio de curvatura mnimo a utilizarse debe tener en cuenta lo especificado en la Regla 070-922.

(3) Los conductos rgidos de HFT no deben ser curvados en obra.

70-1112 Conexiones

(1) Los conductos rgidos de PVC y HFT incluyendo sus codos y curvas, no deben ser roscados, pero

deben ser utilizados con adaptadores y acoplamientos, los cuales deben ser aplicados utilizando

cemento soluble para el caso de ductos de PVC y con cemento de contacto para el caso de ductos de

HFT.

(2) Se deben utilizar adaptadores roscados de PVC y de HFT en conjunto con niples para conductos

metlicos para conectar las entradas de conductos roscados en la caja metlica

070-1150 Usos Permitidos (ver Anexo B)

Se permite el uso de conductos rgidos no metlicos livianos y sus acopladores:

(a) En instalaciones subterrneas de acuerdo a la Regla 070- 928, en la medida que estn empotradas

en toda su longitud en una envolvente de mampostera o concreto de no menos de 50 mm de espesor;

o

(b) Empotradas en no menos de 50 mm de espesor de mampostera o concreto en paredes, pisos y

techos de edificaciones.

070-1162 Mtodo de Instalacin

(1) Todos los bordes originados por un corte en obra, deben ser limados para quitar los filos cortantes.

(2) Todas las uniones entre conductos individuales, o entre stos y sus curvas, adaptadores o

acoplamientos separados, deben realizarse mediante mtodos y materiales especficos para el

propsito.

Pasos para determinar el nmero mximo de conductores que debe alojar un conducto/canalizacin

cuando no se puede utilizar la Tabla 6


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Paso 1: Utilizando medidas de campo, determinar el calibre de cada conductor simple desnudo o aislado

y de cada conductor de cable de conductores mltiples que deben ser instalados en el conducto.

Observar la Tabla 10, puede ser utilizada para determinar el rea de la seccin transversal de los tipos

de conductores simples aislados que se indican en la tabla utilizando el tamao y designacin de

aislamiento del conductor.

Paso 2: Calcular el rea total considerando todos los conductores o cables de cada calibre que se

requiere instalar en el conducto /canalizacin.

Paso 3: Calcular el rea total de todos los conductores o cables que se requiere sean instalados en el

conducto/canalizacin.

Paso 4: Determinar a partir de la Tabla 8 el mximo porcentaje de llenado de la tubera pesada. Para

otros tipos de canalizacin, se debe obtener el porcentaje mximo de llenado a partir de la regla

apropiada de la Seccin 070.

Paso 5: Determinar a partir de la Tabla 9 el tamao requerido del conducto utilizando el mximo

porcentaje de llenado del conducto a partir de la Tabla 8 (ver el Paso 4) para establecer la columna

correcta que se debe utilizar en la Tabla 9 y el rea mxima de todos los conductores o cables (ver el

Paso 3). Cuando utilice una canalizacin con otras reas que no sean las reas de las secciones

transversales circulares, se debe determinar el rea mxima de la canalizacin que puede llenar con

conductores y cables multiplicando el rea total de la seccin transversal de la canalizacin por el

porcentaje de llenado obtenido en el Paso 4. El rea de los conductores o cables en mm2 (ver el Paso 3)

no puede exceder del llenado requerido del conducto /canalizacin en mm2

Ejemplo 1 de conductores de diferentes tamaos dentro un mismo Conducto

Determinar el tamao comercial de un conducto que aloja cuatro cables THW de 95 mm2 y seis

conductores TW de 4 mm2:

= 4 x 227 (95 mm2, tomamos el dimetro del conductor de la tabla 7= 12.9 mm y sumamos el

espesor del aislamiento de la tabla Tabla 10=2.03 mm. Dimetro total = 12.9+2x2.03= 16.96 mm. El rea

= d/4 = 225.9 mm)

= 908 mm2

= 6 x 15,9 ( 4 mm2, Tabla 10, dimetro clase 1=4.4 mm)

= 95,4 mm2

= 908 + 95,4 = 1 003,4 mm2

Porcentaje de llenado del conducto = 40% (Tabla 8, sin chaqueta de plomo, ms de 4 conductores)

Tamao comercial del conducto = conducto de tamao comercial de 65 mm (Tabla 9, Lnea 7, Columna

6, llenado de tubera 40%)

Un trmino ms prctico es conociendo el dimetro de la tubera y el dimetro total del conductor. Para

el caso de conductores TW la frmula ser 0.4 dt= Ndc

Donde: dt =dimetro interior de la tubera dc=Dimetro total del conductor

N= Nmero de conductores a instalarse en la tubera.

EJEMPLO 2

Calcular la cantidad de alambres que puede contener una tubera de 5/8 que puede contener alambres

de 2.5 mm.

SOLUCION: De la tabla 10 dc=3.9 mm, dt=5/8x25mm= 15.6 mm

Reemplazando = 0.4(15.6)=N(3.9) N= 6.4 conductores

Si verificamos la tabla 6, N=6, el dimetro de la tubera es de 15.0 mm.


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III. 150-400 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 proteccin contra sobrecorrientes en la caja de

conexin.

(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 automtico general del tipo termomagntico, dotado

de elementos de proteccin contra sobrecorrientes. Asimismo,

cuando se requiera abrir el circuito y que ste quede aislado

elctricamente, se recomienda la instalacin de un interruptor

de aislamiento o seccionador, aguas arriba del interruptor

general.

(5) En el tablero de la unidad de vivienda, cada circuito derivado,

teniendo en cuenta la Regla 050-108, debe estar protegido por

un interruptor automtico del tipo termomagntico, dotado de

elementos de proteccin contra sobrecorrientes, cuya corriente

nominal sea adecuada para la capacidad de corriente de los

conductores derivados protegidos. Fig. Esquema unifilar

050-108 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 automticos bipolares contra sobrecorrientes.

(2) No obstante la Subregla (1), debe proveerse suficiente espacio en el tablero para dos dispositivos de

proteccin adicionales para futuras ampliaciones.

(3) Donde se prevea cocina o equipo trifsico se deben proveer interruptor automtico contra

sobrecorrientes tripolar.

Fig. Ejemplo de

un conexin de

un tablero


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150-402 Ubicacin de Tableros

(1) Los tableros no deben ser ubicados en carboneras, armarios de ropa, cuartos de bao, escaleras,

ambientes de doble altura, lugares peligrosos, ni en ningn 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 proteccin quede a ms de 1,7 m sobre el nivel del piso.

150-404 Sealizacin de Advertencia y Peligro

Todo los tableros deben tener sealizacin de advertencia y peligro claramente visible, de acuerdo a la

norma DGE Smbolos Grficos en Electricidad.

IV. 150-704 Circuitos Derivados en Instalaciones Residenciales

(1) Los circuitos derivados de un tablero instalado segn los requerimientos de la Regla 150-400, no

deben conectarse a salidas o equipos elctricos 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

elctrico.

(7) Debe preverse un circuito derivado independiente para los tomacorrientes instalados en un ambiente

de lavandera.

(10) Cuando en una vivienda de una o ms plantas, se prevea contar con un garaje con puerta

elctrica, se debe proveer un circuito derivado independiente para el equipo correspondiente, y en el

mismo se deben conectar los tomacorrientes y artefactos de iluminacin instalados en el rea 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 especficos de la vivienda, debe proveerse para los mismos uno o ms

circuitos derivados independientes que no alimenten a otro tipo de electrodomsticos

150-744 Conexiones de Alimentacin para Artefactos

(1) Los calentadores elctricos y artefactos electrodomsticos para cocina deben tener slo un punto de

conexin para su alimentacin.

(2) Cuando en una unidad de vivienda se instale una secadora elctrica de ropa, cuyo consumo

exceda de 15 A, teniendo en cuenta lo expresado en la Regla 150-702 (2), se debe conectar a travs de

un interruptor automtico 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 elctrica de ropa en una unidad de vivienda, cuyo consumo no exceda

de 15 A, se debe utilizar un cordn elctrico con enchufe adecuado

150-746 Artefactos Electrodomsticos con Consumos Mayores de 1500 W

Cada calentador elctrico o artefacto electrodomstico para cocina, cuyo consumo exceda de 1

500 W, debe ser alimentado desde un circuito derivado usado nicamente para ese electrodomstico.

170-104 Proteccin del circuito de alumbrado

Las luminarias, portalmparas y rieles de alumbrado, no deben ser conectados a circuitos derivados

protegidos con dispositivos de sobrecorriente con capacidad nominal o ajustados a ms de:

(a) 15 A en unidades de vivienda; o


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V. PRACTICA DE EXTENSION

Ver el video FUNCIONAMIENTO DE CUADRO ELECTRICO VIVIENDA de la empresa electricidad

duda. Contestar las siguientes preguntas. Nota, el video lo puede descargar a travs del google.

1. Cul es la definicin de cuadro elctrico.

2. Se puede afirmar que cuadro elctrico se refiere a tablero elctrico, explique.

3. Cules son los circuitos mnimos del cuadro elctrico.

4. Explique el funcionamiento del interruptor automtico

5. Cuntos tipos de interruptores automticos existen, defina cada uno de ellos.

6. Cul es el valor de la intensidad nominal del interruptor magnetotrmico mostrado

7. Cul es el valor de la intensidad nominal diferencial del interruptor diferencial mostrado

8. Porqu es importante el cuadro elctrico

9. Realice el esquema unifilar, consigne un interruptor diferencial y el smbolo de puesta a tierra.

VI. COMPROBACION

1. Las canalizaciones pueden ser conducto rgido de PVC y de HFT, A qu se refieren las siglas

PVC y HFT.?

2. Cules son los principales accesorios asociados a los conductores rgidos de PVC, adjunte una

foto correspondiente.

3. Realice un esquema unifilar.

4. Demuestre el nmero mximo de con ductores del tipo TW de 4 mm a instalarse en una tubera

de 20 mm de dimetro.

5. Segn el CNE, por qu razn se utilizan pasacables cuando se instalan conductores en

canalizaciones?.

6. Cul es el espesor mnimo en concreto para empotrar una tubera de PVC en paredes, pisos y

techos?

esquema unifilar circuitos derivados

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