TABLA DE CONTENIDO

Sistema Integrado de Mejora Continua InstitucionalServicio Nacional de Aprendizaje - SENA

Centro Industrial de Mantenimiento Integral CIMI Regional Santander

GUA DE APRENDIZAJEVersin: 02Cdigo: F08-9224-002/ 06-09

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Sistema Integrado de Mejora Continua InstitucionalMATERIAL DE APOYO

Generalidades y componentes bsicosIntroduccinUna instalacin elctrica es un conjunto de elementos que permiten transportar y distribuir la energa elctrica desde el punto de suministro hasta los equipos que la utilicen. Segn el uso o empleo que se haga de la energa elctrica las instalaciones elctricas se clasifican en los siguientes grupos:a. Instalaciones residenciales: Son aquellas instalaciones en las cuales la energa elctrica es utilizada en viviendas unifamiliares o multifamiliares.b. Instalaciones comerciales: Son aquellas instalaciones en las cuales la energa elctrica es utilizada en oficinas y locales de venta de bienes y servicios.c. Instalaciones industriales: Son aquellas instalaciones en las cuales la energa elctrica es utilizada en procesos de manufactura y conservacin de alimentos o materiales.d. Instalaciones especiales: Son aquellas instalaciones en las cuales el uso de la energa elctrica o la destinacin del local donde se encuentran las instalaciones y los equipos elctricos implican riesgos adicionales para las personas o los equipos que la utilizan.Normas para diseo y construccinEn Colombia la norma bsica para el diseo y la construccin de las instalaciones elctricas es el Cdigo Elctrico Colombiano o Norma Icontec NTC 2050. Esta norma est basada en el "National Electrical Code" - NEC o Norma NFPA 70 de la "National Fire Protection Association" de los Estados Unidos de Norteamrica.La primera revisin de la norma NTC 2050 se llev a cabo durante los aos 1997 y 1998 y fue publicada en el mes de Julio de 1999; las revisiones del NEC se realizan y divulgan cada tres aos.La norma NTC 2050 est dividida en nueve captulos y dos apndices cuyos contenidos generales son los siguientes: Captulo 1. Generalidades. Captulo 2. Alambrado y proteccin de las instalaciones elctricas Captulo 3. Mtodos y materiales de las instalaciones. Captulo 4. Equipos de uso general. Captulo 5. Ambientes especiales. Captulo 6. Equipos especiales. Captulo 7. Condiciones especiales. Captulo 8. Sistemas de comunicaciones. Captulo 9. Tablas y ejemplos. Apndice B. Clculo de la capacidad de corriente para conductores, bajo supervisin de expertos. Apndice C. Tablas de ocupacin de los tubos conduit y tuberas para conductores y conductores para aparatos.Todas las referencias normativas citadas a lo largo del contenido de este texto, mientras no se exprese lo contrario, estn basadas en el contenido del Cdigo Elctrico Colombiano, nombrado abreviadamente como la norma NTC 2050.Componentes BsicosLos componentes bsicos que integran la instalacin elctrica se pueden clasificar en seis grupos a saber:1. Conductores elctricos.2. Medios de soporte y canalizaciones.3. Cajas de salida, de empalmes y de inspeccin.4. Cajas de corte y gabinetes de medidores.5. Cuadros de distribucin y tableros de distribucin.6. Aparatos de alumbrado, portabombillas y tomacorrientes.CONDUCTORES ELECTRICOSIntroduccinLos conductores elctricos constituyen el medio fsico para el transporte de la energa elctrica. La seleccin adecuada de los conductores es un paso fundamental en el diseo de las instalaciones elctricas.Clases de conductoresEn las instalaciones elctricas domiciliarias normalmente se usan los siguientes tipos de conductores: Alambre Son conductores constituidos por un solo hilo metlico que pueden estar o no revestidos por un material aislante.

Cable Conjunto de alambres sin aislamiento entre s, entorchados en capas concntricas. Se emplean cuando se requiere un conductor mucho ms flexible que el alambre.

Cable paralelo o dplex Conformado por dos cables unidos por sus aislamientos.Se usan para conectar electrodomsticos y lmparas.

Encauchetado Conformado por dos o ms alambres o cables independientes dentro de un aislamiento comn.

Cable coaxial Cable especialmente fabricado para conectar la antena del televisor.

Cable telefnico

Tienen mucha similitud con los conductores encauchetados. Se diferencian de estos por el calibre (22) y porque van retorcidos por pares.

Cable polarizado Son usados para conectar los parlantes a un equipo de sonido. Es similar al cable paralelo o dplex, pero son normalmente calibre 22 y uno de los dos cables lleva alguna identificacin, como una lnea roja a lo largo del conductor.

RotuladoLos alambres y cables aislados, deben ser rotulados en forma indeleble y legible, que se debe repetir a intervalos no mayores de 100 cm. El rotulado se acepta en alto relieve o impreso con tinta indeleble, tambin se acepta en bajo relieve siempre y cuando no se reduzca el espesor de aislamiento por debajo del mnimo establecido en el RETIE. La informacin que debe contener el rotulado es la siguiente:1. Calibre del conductor en kcmil, AWG o mm22. Material de que esta hecho el conductor.3. Razn social o marca registrada del fabricante o comercializador.4. Tensin nominal (300 V, 600 V, etc.)5. Tipo de aislamiento (TW, THW, THHN, etc.)6. Temperatura mxima de operacin.Cdigo de coloresCon el objeto de evitar accidentes, por la mala interpretacin de los niveles de tensin y tipos de sistemas utilizados, se debe cumplir el cdigo de colores para conductores aislados establecido en la Tabla 13, pg.48 del RETIE, mostrada a continuacin.

Se tomar como vlido para determinar este requisito el color propio del acabado exterior del conductor o en su defecto, su marcacin debe hacerse en las partes visibles con pintura, con cinta o rtulos adhesivos del color respectivo. Este requisito es tambin aplicable a conductores desnudos, que acten como barrajes en instalaciones interiores.La capacidad de corriente de un conductor es la mxima corriente que puede transportar continuamente el conductor en condiciones de uso sin superar su temperatura nominal de servicio. La capacidad de transporte de corriente de los conductores est definida por los siguientes factores: Caractersticas de fabricacin de los conductores. Condiciones fsicas y ambientales de operacin de la instalacin.Caractersticas de fabricacinLas caractersticas de fabricacin de los conductores utilizados en instalaciones elctricas a considerar en su seleccin son:1. El material del conductor.2. La seccin transversal del conductor.3. El material de recubrimiento del conductor.Material del conductorLos conductores de cobre se emplean en todo tipo de instalacin interior o exterior. Los conductores de aluminio se emplean generalmente en instalaciones exteriores.En razn de los altos precios que han adquirido los conductores de cobre y la necesidad de implementar soluciones ms econmicas para los conductores de las instalaciones elctricas, se propone hoy en da la utilizacin de conductores de aluminio para instalaciones elctricas interiores y en todas aquellas aplicaciones en las cuales las condiciones ambientales no sean una limitante para su utilizacin.Seccin transversal del conductorExpresada en valores normalizados y comerciales, en milmetros cuadrados o en valores americanos AWG. Las secciones tpicas son: La seccin circular. La seccin en barra o platina. La seccin cilndrica-hueca.De acuerdo a la AWG (American Wire Gauge), el calibre de los conductores se identifica mediante un nmero: los nmeros ms altos hacen referencia a los calibres ms delgados y los nmeros ms bajos a los calibres ms gruesos como puede apreciarse a continuacin Entre ms grande sea el valor AWG menor ser el grosor o dimetro del conductor.

Los conductores hasta el nmero 10 son alambres y del nmero 6 en adelante son cables. El nmero 8 puede ser alambre o cable. El dimetro y la seccin del conductor est dada sin tomar en cuenta el aislamiento.Material de recubrimiento del conductorLa gama de recubrimientos de los conductores es muy amplia y abarca desde la ausencia de recubrimiento para los denominados conductores desnudos, hasta recubrimientos de composicin simple o de composicin compuesta. Unos y otros pueden ser aislantes o conductores de la electricidad y/o del calor.Entre los recubrimientos aislantes se destacan por sus mltiples aplicaciones, los aislantes a base de caucho, designados con la letra R, y los aislantes a base de materiales termoplsticos designados con la letra T.Entre los cables con recubrimientos metlicos se encuentran: Cables con aislante mineral y recubrimiento metlico Tipo MI. Cables blindados Tipo AC. Cables con cubierta metlica Tipo MC.Entre los cables con recubrimientos no metlicos se encuentran: Cables con cubierta no metlica Tipo NM y NMC. Cables con pantalla y cubierta no metlica Tipo NMS. La Tabla 310-13 de la NTC 2050, describe los principales tipos de aislamiento y resume sus caractersticas y campos de aplicacin.Cables con aislante mineral, tipo MI Estn definidos en la Seccin 330 de la NTC 2050, (Pg.193), como un cable ensamblado en fbrica, de uno o ms conductores aislados por un material refractario de alta compresin y encerrado en un blindaje continuo de cobre o de aleacin de acero hermtico a los lquidos y a los gases.Las aplicaciones ms importantes de este tipo de cables son las instalaciones de acometidas, alimentadores, circuitos ramales, fuerza, alumbrado, mando, control y sealizacin; a la vista u ocultos;

bajo yeso, concreto, tierra o ladrillo; expuestos a aceite o gasolina; en lugares mojados, lugares hmedos y lugares clasificados peligrosos descritos en el Captulo 5 de la NTC 2050.

Cables blindados, tipo AC Estn definidos en la Seccin 333 de la NTC 2050, (Pg.194), como un conjunto ensamblado en fbrica de conductores aislados en una cubierta metlica flexible. Las aplicaciones ms importantes de este tipo de cable son las instalaciones de circuitos ramales y alimentadores en lugares secos.Debe tomarse especial cuidado en no utilizarlos en: teatros, salas y estudios de cine; ni en lugares clasificados peligrosos, excepto lo permitido en los Artculos 501-4.b) Excepcin, 502-4.b) Excepcin y 504-20 de la NTC 2050; ni en ambientes corrosivos;

ni en gras, montacargas o cuartos de almacenaje de bateras; ni en huecos de ascensores y elevadores, excepto lo establecido en el Artculo 620-21; ni en garajes comerciales segn lo prohbe la Seccin 511 de la NTC 2050.Cables con cubierta metlica, tipo MC

Estn definidos en la Seccin 334 de la NTC 2050, (Pg.196), como un conjunto ensamblado en fbrica de uno o ms conductores aislados individualmente encerrados en una cubierta metlica de cinta entrelazada o en un tubo liso o corrugado.Las aplicaciones ms importantes de este tipo de cables son las instalaciones de: acometidas, alimentadores, circuitos ramales, circuitos de control y sealizacin; en interiores y exteriores, expuestos u ocultos; instalaciones en lugares secos, lugares clasificados peligrosos segn las Secciones 501, 502, 503 y 504 de la NTC 2050 y lugares mojados siempre y cuando la cubierta metlica sea impermeable, exista un blindaje de plomo o chaqueta impermeable debajo de la capa metlica o los conductores aislados bajo la cubierta metlica sean aprobados para uso en lugares hmedos.Se debe tomar especial cuidado en no instalarlos en ambientes o condiciones corrosivas, a menos que la cubierta metlica est adecuada para dichas condiciones.Cables con cubierta no metlica, tipos NM, NMC y NMS

Estn definidos en la Seccin 336 de la NTC 2050, (Pg.198), como un conjunto montado en fbrica de dos o ms conductores aislados que tienen una cubierta exterior no metlica resistente a la humedad y retardante de la llama. El tipo NMC, adems de ser retardante de la llama y resistente a la humedad, ofrece resistencia a la formacin de hongos y a la corrosin.Las aplicaciones ms importantes de este tipo de cables son las instalaciones de circuitos ramales en unidades de vivienda y en otras estructuras hasta tres pisos por encima del nivel del terreno. El cable tipo NM se puede instalar expuesto u oculto; en lugares normalmente secos y en huecos entre paredes no sometidos a excesiva humedad o agua. El cable tipo NMC se puede instalar en lugares secos, mojados, hmedos o corrosivos y dentro o sobre paredes de mampostera de ladrillo o azulejo. El cable tipo NMS se puede instalar en lugares clasificados peligrosos; en bandejas para cables y en sistemas de distribucin de potencia en lazo cerrado segn la Seccin 780 de la NTC 2050.Debe tomarse especial cuidado en no instalarlos como conductores de entrada de acometida; ni en garajes que tengan lugares clasificados peligrosos; ni en teatros, salas o estudios de cine, locales de almacenamiento de bateras; ni embebidos en lechada de cemento o concreto; ni suspendidos en ductos verticales; ni en lugares clasificados peligrosos, excepto lo permitido en los Artculos 501-4.b) Excepcin, 502-4.b) Excepcin y 504-20. Los cables tipo NM y NMS no deben quedar expuestos a humos o vapores corrosivos ni embebidos en mampostera, concreto, adobe, tierra o yeso.Segn el RETIELos conductores se clasifican por clases (Pg.73 y 74):Clase AA: Utilizado para conductores desnudos normalmente usados en lneas areas.Clase A: Utilizado para conductores a ser recubiertos con materiales impermeables, retardantes al calor y para conductores desnudos donde se requiere mayor flexibilidad que la proporcionada por la clase AA.Clase B: Utilizado para conductores que van a ser aislados con materiales tales como cauchos, papel, telas barnizadas y para conductores como los indicados en la clase A pero que requieren mayor flexibilidad que la proporcionada por el cableado clase A.Clases C y D: Para conductores donde se requiere mayor flexibilidad que la proporcionada por la clase B.Segn esta clasificacin, los conductores ms utilizados en instalaciones domiciliarias son los de clase A y B.Y con respecto al aislamiento termoplstico, en el RETIE se mencionan los siguientes:TW: Resistente a la humedad.THW: Resistente al calor (75) y a la humedad.THHN: Resistente al calor (90) y a la abrasin.Para los requisitos mnimos de espesor del aislamiento se debe consultar la tabla 32, pgina 76, del RETIE.Condiciones ambientales y fsicasLas condiciones ambientales y fsicas de instalacin de los conductores a considerar en su seleccin son los siguientes: 1. La temperatura del medio que rodea al conductor.2. El nmero de conductores instalados en la canalizacin.3. La longitud del conductor.4. Las corrientes de arranque de los diferentes equipos de iluminacin o de fuerza motriz.5. Las corrientes de corto circuito que debe soportar el conductor en caso de falla. Temperatura del medio que rodea al conductorLa temperatura del medio que rodea al conductor o temperatura ambiente limita la capacidad de transporte de corriente por cuanto a mayores valores de la temperatura ambiente es menor el gradiente de temperatura, que a su vez determina la rapidez de disipacin de las prdidas trmicas que aparecen en el conductor al circular la corriente elctrica. Las tablas que definen la capacidad de corriente de los conductores expresan dichos valores para una temperatura ambiente de hasta 30C o 40C y las mismas incluyen factores de correccin a aplicar cuando la temperatura ambiente es mayor a dicho valor.Nmero de conductores instalados en una canalizacinEl nmero de conductores instalados en la canalizacin limita la capacidad de corriente por cuanto un nmero mayor de conductores implica una mayor disipacin de prdidas y por lo tanto es necesario reducir los valores de capacidad de corriente de acuerdo con la siguiente tabla: Tabla 2.1. Capacidad de corriente en funcin del nmero de conductores por canalizacin o cable. Tomada de la NTC 2050. Pg.158Longitud de los conductoresLa longitud del conductor determina la cada de tensin debida a la circulacin de la corriente elctrica a travs de la resistencia y la reactancia del conductor, las cuales son directamente proporcionales a la longitud.Para cada aplicacin o grupo de aplicaciones se deben estimar las cadas de tensin admisibles y considerar los valores dados por las normas, los reglamentos o especificados por los fabricantes de los equipos a instalar, los cuales consultan tanto los aspectos econmicos como los requerimientos para el buen funcionamiento de los equipos.El conductor seleccionado debe satisfacer dichos requerimientos.Corrientes de arranque de los equipos de iluminacin y fuerza motrizLas corrientes de arranque de los diversos equipos de iluminacin y fuerza motriz establecen condiciones especiales de operacin que deben ser consideradas para la seleccin no slo de los conductores sino tambin de otros componentes tales como las fuentes de suministro, las protecciones, etc. Una condicin a considerar en la seleccin de los conductores es la cada de tensin admisible para los equipos en condiciones de encendido o de arranque.Corrientes de cortocircuitoLas corrientes de corto circuito que deben soportar los conductores en caso de falla deben ser calculadas y consideradas para la seleccin y coordinacin de las protecciones en forma tal que se pueda garantizar la conservacin del conductor en situaciones de falla elctrica.Corrientes que pueden conducirLa cantidad de corriente que puede pasar por un conductor depende principalmente del calibre que este tenga. Sin embargo existen otros factores que se deben tener en cuenta como la temperatura, nmero de conductores, etc.La NTC 2050 recoge en las tablas 310-16 y 310-17, pg.154 y 155, las siguientes capacidades de corriente.

Cuando la temperatura es mayor a 20C, la capacidad de conduccin de los conductores para transportar determinada cantidad de corriente, empieza a verse afectada. En la siguiente tabla se muestran los factores de correccin para tales situaciones:

De igual manera cuando por un ducto pasan cuatro (4) o ms conductores, la capacidad de conduccin del conductor comienza a disminuir debido a que la temperatura interna en el ducto empieza a aumentar.En la tabla 310-19 de la NTC 2050, pg.158, encontramos los factores de correccin a tener en cuenta:

EjemploCul debe ser la capacidad mxima de corriente admisible en cada uno de los seis (6) conductores, que van por el mismo ducto para alimentar varios circuitos, bajo las siguientes condiciones: conductores # 8 AWG con aislamiento THW y temperatura ambiente de 42C?R.Segn la tabla 310-16, un conductor de cobre, # 8 AWG, con aislamiento THW, puede conducir por ducto, en condiciones normales hasta 50 A. Pero segn las condiciones del enunciado hay que aplicar los siguientes factores de correccin: Segn la tabla 310-19, por tener seis (6) conductores por ducto: 0.8 Segn la tabla 310-16, el factor de correccin para 41