Regional Distrito Capital

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INSTALACION DE REDES

2008

JORGE ARMANDO ORTIZ MACIAS

ELECTRICIDAD

1. ACOMETIDA2. CONDUCTORES3. CALCULO POTENCIAL4. CUADRO DE CARGAS5. DISPOSITIVOS PRESENTES EN UNA INSTALACION ELECTRICA6. CIRCUITOS RAMALES7. INSTALACION ELECTRICA REGULAR Y NO REGULAR8. UPS

ACOMETIDAS

Se define a los conductores que se extienden desde las redes de las empresas de servicios hasta el medio general de desconexión de la instalación interior.El conductor de la acometida deberá tener suficiente capacidad portadora de corriente para manejar la carga y deberán ser aislados para la tensión de servicio.ACOMETIDA AEREASe componen de los conductores que van desde el último poste u otro poste aéreo, incluyendo los empalmes si los hay , hasta el punto dondeestos conductores entren a la canalización de la edificación.ACOMETIDAS SUBTERRÁNEALa componen los conductores subterráneos entre la calle o transformador y el primer punto de conexión con los conductores de entrada de acometida en una caja equipo de medida u otro gabinete dentro o fuera del inmueble.

CONDUCTORES DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA

Conductores son todos aquellos materiales o elementos que permiten que los atraviese el flujo de la corriente o de cargas eléctricas en movimiento. Si establecemos la analogía con una tubería que contenga líquido, el conductor sería la tubería y el líquido el medio que permite el movimiento de las cargas.

 

Caja preparada con conductores eléctricos de cobre para colocar. tomas de corriente en una instalación eléctrica doméstica.

Cuando se aplica una diferencia de potencial a los extremos de un trozo de metal, se establece de inmediato un flujo de corriente, pues los electrones o cargas eléctricas de los átomos que forman las moléculas del metal, comienzan a moverse de inmediato empujados por la presión que sobre ellos ejerce la tensión o voltaje.

Esa presión procedente de una fuente de fuerza electromotriz (FEM) cualquiera (batería, generador, etc.) es la que hace posible que se establezca un flujo de corriente eléctrica a través del metal.

BUENOS Y MALOS CONDUCTORES DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA

Los mejores conductores de la corriente eléctrica son los metales, porque ceden más fácil que otros materiales los electrones que giran en la última órbita de sus átomos (la más alejada del núcleo). Sin embargo, no todos los metales son buenos conductores, pues existen otros que, por el contrario, ofrecen gran resistencia al paso de la corriente y por ello se emplean como resistencia eléctrica para producir calor. Un ejemplo de un metal que se comporta de esa forma es el alambre nicromo (NiCr).

Resistencia de alambre nicromo utilizada como. elemento calefactor  en una secadora de pelo.

El más utilizado de todos los metales en cualquier tipo de circuito eléctrico es el cobre (Cu), por ser relativamente barato y buen conductor de la electricidad, al igual que el aluminio (Al). Sin embargo, los mejores metales conductores son el oro (Au) y la plata (Ag), aunque ambos se utilizan muy limitadamente por su alto costo.

El oro se emplea en forma de hilo muy fino para unir los contactos de los chips de circuitos integrados y microprocesadores a los contactos que los unen con las patillas exteriores de esos elementos electrónicos, mientras que la plata se utiliza para revestir los contactos eléctricos de algunos tipos de relés diseñados para interrumpir el flujo de grandes cargas de corriente en amper.

El aluminio, por su parte, se emplea para fabricar cables gruesos, sin forro. Este tipo de cable se coloca, generalmente, a la intemperie, colgado de grandes aislantes de porcelana situados en la parte más alta de las torres metálicas destinadas a la distribución de corriente eléctrica de alta tensión.

(A) cable o conductor compuesto por un solo alambre rígido de. cobre.(B) cable o conductor compuesto por varios alambres flexibles de. cobre.

Ambos tipos de conductores poseen un forro aislante de PVC.

La mayoría de los conductores que emplean los diferentes dispositivos o aparatos eléctricos poseen un solo hilo de alambre de cobre sólido, o también pueden estar formado por varios hilos más finos,

igualmente de cobre. Ambos tipos de conductores se encuentran revestidos con un material aislante, generalmente PVC (cloruro de polivinilo). Mientras mayor sea el área transversal o grosor que tenga un conductor, mejor soportará el paso de la corriente eléctrica, sin llegar a calentarse en exceso o quemarseMATERIALES SEMICONDUCTORES Y AISLANTESExisten también otros elementos denominados metaloides, que actúan como semiconductores de la corriente eléctrica. Entre esos elementos o materiales se encuentran el silicio (Si), el galio (Ga) y el germanio (Ge).

Los átomos de esos elementos son menos propensos a ceder electrones cuando los atraviesa una corriente eléctrica y su característica principal es dejarla pasar en un solo sentido e impedirlo en sentido contrario.El cristal de silicio es el elemento más utilizado en la actualidad  como material semiconductor  para fabricar diodos, transistores, circuitos integrados y los microprocesadores que utilizan los ordenadores o computadoras personales, así como otros dispositivos digitales. A la derecha se pueden ver las patillas de conexión situadas en la parte inferior de un microprocesador Pentium 4.

Microprocesador Pentium 4

Por último están los materiales aislantes, cuyos átomos ni ceden ni captan electrones. Entre esos materiales se encuentran el plástico, la mica, el vidrio, la goma, la cerámica, etc. Todos esos materiales y otros similares con iguales propiedades, oponen total resistencia al paso de la corriente eléctrica.

Si establecemos de nuevo una analogía con un líquido que circule a través del circuito hidráulico de una tubería, como se hizo al principio de este tema con los conductores, el aislador sería el equivalente al mismo tubo del circuito hidráulico, pero en este caso conteniendo líquido congelado, lo cual obstruiría por completo el movimiento de los átomos del líquido a través de la tubería. Esto sería algo similar a lo que ocurre con las cargas eléctricas cuando tropiezan con un material aislante que le interrumpe el paso en un circuito eléctrico. 

Esa es, precisamente, la función de los aisladores que vemos colgando de las torres de distribución eléctrica, para soportar los cables y evitar que la corriente pase a la estructura metálica o de cemento de la torre.

Aislador empleado para soportar los cables de aluminio que, colgados de las torres de alta tensión, transmiten la energía. eléctrica hasta los lugares que la requieren.

CONDUCTORES ELECTRICOSDesde el inicio de su recorrido en la centrales generadoras hasta llegar a los centros de consumo, la energíaeléctrica es conducida a través de líneas de transmisión y redes de distribución formadas por conductores eléctricos.1. ¿QUE ES UN CONDUCTOR ELECTRICO?Se aplica este concepto a los cuerpos capaces de conducir o transmitir la electricidad.

Un conductor eléctrico está formado primeramente por el conductor propiamente tal, usualmente de cobre.Este puede ser alambre, es decir, una sola hebra o un cable formado por varias hebras o alambres retorcidos entre sí.Los materiales más utilizados en la fabricación de conductores eléctricos son el cobre y el aluminio.Aunque ambos metales tienen una conductividad eléctrica excelente, el cobre constituye el elemento principal en lafabricación de conductores por sus notables ventajas mecánicas y eléctricas.El uso de uno y otro material como conductor, dependerá de sus caracteristicas eléctricas (capacidad para transportarla electricidad), mecánicas ( resistencia al desgaste, maleabilidad), del uso específico que se le quiera dar y delcosto.Estas características llevan a preferir al cobre en la elaboración de conductores eléctricos.El tipo de cobre que se utiliza en la fabricación de conductores es el cobre electrolítico de alta pureza, 99,99%.Dependiendo del uso que se le vaya a dar, este tipo de cobre se presenta en los siguientes grados de dureza otemple: duro, semi duro y blando o recocido.1.1. Tipos de cobre para conductores eléctricos1.1.1. Cobre de temple duro:. Conductividad del 97% respecto a la del cobre puro.. Resistividad de 0,018 ( x mm 2 ) a 20 ºC de temperatura.. Capacidad de ruptura a la carga, oscila entre 37 a 45 kg/mm2.Por esta razón se utiliza en la fabricación de conductores desnudos, para líneas aéreas de transporte de energíaeléctrica, donde se exige una buena resistencia mecánica.1.1.2. Cobre recocido o de temple blando:. Conductividad del 100%. Resistividad de 0,01724 = 1 ( x mm 2 ) respecto del cobre puro, tomado este como patrón.. Carga de ruptura media de 25 kg/mm2.Como es dúctil y flexibe se utiliza en la fabricación de conductores aislados.El conductor está identificado en cuanto a su tamaño por un calibre, que puede ser milimétrico y expresarse enmm2 o americano y expresarse en AWG o MCM con una equivalencia en mm2.m58 m3.1.2. Partes que componen los conductores eléctricosEstas son tres muy diferenciadas:. El alma o elemento conductor.. El aislamiento.. Las cubiertas protectoras.1.2.1. El alma o elemento conductorSe fabrica en cobre y su objetivo es servir de camino a la energía eléctrica desde las centrales generadoras a loscentros de distribución (subestaciones, redes y empalmes), para alimentar a los diferentes centros de consumo (industriales,grupos habitacionales, etc.).De la forma cómo esté constituida esta alma depende la clasificación de los conductores eléctricos. Así tenemos:. Según su constituciónAlambre: Conductor eléctrico cuya alma conductora está formada por un solo elemento o hilo conductor.Se emplea en líneas aéreas, como conductor desnudo o aislado, en instalaciones eléctricas a la intemperie, en

ductos o directamente sobre aisladores.

Cable: Conductor eléctrico cuya alma conductora está formada por una serie de hilos conductores o alambres debaja sección, lo que le otorga una gran flexibilidad.

. Según el número de conductoresMonoconductor: Conductor eléctrico con una sola alma conductora, con aislación y con o sin cubierta protectora.

Multiconductor: Conductor de dos o más almas conductoras aisladas entre sí, envueltas cada una por su respectivacapa de aislación y con una o más cubiertas protectoras comunes.

1.2.2. El aislamientoEl objetivo de la aislación en un conductor es evitar que la energía eléctrica que circula por él, entre en contacto conlas personas o con objetos, ya sean éstos ductos, artefactos u otros elementos que forman parte de una instalación. Delmismo modo, la aislación debe evitar que conductores de distinto voltaje puedan hacer contacto entre sí.Los materiales aislantes usados desde sus inicios han sido sustancias poliméricas, que en química se definen comoun material o cuerpo químico formado por la unión de muchas moléculas idénticas, para formar una nueva moléculamás gruesa.Antiguamente los aislantes fueron de origen natural, gutapercha y papel. Posteriormente la tecnología los cambiópor aislantes artificiales actuales de uso común en la fabricación de conductores eléctricos.

Los diferentes tipos de aislación de los conductores están dados por su comportamiento técnico y mecánico,considerando el medio ambiente y las condiciones de canalización a que se verán sometidos los conductores que ellosprotegen, resistencia a los agentes químicos, a los rayos solares, a la humedad, a altas temperaturas, llamas, etc. Entrelos materiales usados para la aislación de conductores podemos mencionar el PVC o cloruro de polivinilo, el polietilenoo PE, el caucho, la goma, el neoprén y el nylon.Si el diseño del conductor no consulta otro tipo de protección se le denomina aislación integral, porque el aislamientocumple su función y la de revestimiento a la vez.Cuando los conductores tienen otra protección polimérica sobre la aislación, esta última se llama revestimiento,chaqueta o cubierta.1.2.3. Las cubiertas protectorasEl objetivo fundamental de esta parte de un conductor es proteger la integridad de la aislación y del alma conductoracontra daños mecánicos, tales como raspaduras, golpes, etc.Si las protecciones mecánicas son de acero, latón u otro material resistente, a ésta se le denomina «armadura» La«armadura» puede ser de cinta, alambre o alambres trenzados.Los conductores también pueden estar dotados de una protección de tipo eléctrico formado por cintas de aluminioo cobre. En el caso que la protección, en vez de cinta esté constituida por alambres de cobre, se le denomina «pantalla»o «blindaje».

Alma conductora Aislante Cubierta protectora

1.3. Clasificación de los conductores eléctricos de acuerdo a su aislación o número de hebrasLa parte más importante de un sistema de alimentación eléctrica está constituida por conductores.Al proyectar un sistema, ya sea de poder; de control o de información, deben respetarse ciertos parámetros imprescindiblespara la especificación de la cablería.. Voltaje del sistema, tipo (CC o CA), fases y neutro, sistema de potencia, punto central aterramiento.. Corriente o potencia a suministrar.. Temperatura de servicio, temperatura ambiente y resistividad térmica de alrededores.. Tipo de instalación, dimensiones (profundidad, radios de curvatura, distancia entre vanos, etc.).. Sobrecargas o cargas intermitentes.. Tipo de aislación.. Cubierta protectora.Alma conductora Aislante Cubierta protectora5.Todos estos parámetros están íntimamente ligados al tipo de aislación y a las diferencias constructivas de losconductores eléctricos, lo que permite determinar de acuerdo a estos antecedentes la clase de uso que se les dará.

De acuerdo a éstos, podemos clasificar los conductores eléctricos según su aislación, construcción y número dehebras en monoconductores y multiconductores.Tomando en cuenta su tipo, uso, medio ambiente y consumos que servirán, los conductores eléctricos se clasificanen la siguiente forma:1.3.1. Conductores para distribución y poder:. Alambres y cables (N0 de hebras: 7 a 61).. Tensiones de servicio: 0,6 a 35 kV (MT) y 46 a 65 kV (AT).. Uso: Instalaciones de fuerza y alumbrado (aéreas, subterráneas e interiores).. Tendido fijo.1.3.2. Cables armados:. Cable (N0 de hebras: 7 a 37).. Tensión de servicio: 600 a 35 000 volts.. Uso: Instalaciones en minas subterráneas para piques y galerías (ductos, bandejas, aéreas y subterráneas). Tendido fijoCable armadoConductores para control e instrumentación:. Cable (N0de hebras: 2 a 27).. Tensión de servicio: 600 volts.. Uso: Operación e interconexión en zonas de hornos y altas temperaturas.(ductos, bandejas, aérea o directamente bajo tierra).. Tendido fijo.

1.3.3. Cordones:. Cables (N0 de hebras: 26 a 104).. Tensión de servicio: 300 volts.. Uso: Para servicio liviano, alimentación a: radios, lámparas, aspiradoras, jugueras, etc. Alimentación a máquinasy equipos eléctricos industriales, aparatos electrodomésticos y calefactores (lavadoras, enceradoras, refrigeradores,estufas, planchas, cocinillas y hornos, etc.).. Tendido portátil.1.3.4. Cables portátiles:. Cables (N0 de hebras: 266 a 2 107).. Tensión de servicio: 1 000 a 5 000 volts. Uso: en soldadoras eléctricas, locomotoras y máquinas de tracción de minas subterráneas. Grúas, palas y perforadorasde uso minero.. Resistente a: intemperie, agentes químicos, a la llama y grandes solicitaciones mecánicas como arrastres,cortese impactos.. Tendido portátil.1.3.5. Cables submarinos:. Cables (N0 de hebras: 7 a 37).. Tensión de servicio: 5 y 15 kV.

. Uso: en zonas bajo agua o totalmente sumergidos, con protección mecánica que los hacen resistentes a corrientesy fondos marinos.. Tendido fijo.6.1.3.6. Cables navales:. Cables (N0 de hebras: 3 a 37).. Tensión de servicio: 750 volts.. Uso: diseñados para ser instalados en barcos en circuitos de poder, distribución y alumbrado.. Tendido fijo.Dentro de la gama de alambres y cables que se fabrican en el país, existen otros tipos, destinados a diferentes usosindustriales, como los cables telefónicos, los alambres magnéticos esmaltados para uso en la industria electrónica y enel embobinado de partidas y motores de tracción, los cables para conexiones automotrices a baterías y motores dearranque, los cables para parlantes y el alambre para timbres.1.4. Clasificación de los conductores eléctricos de acuerdo a sus condiciones de empleoPara tendidos eléctricos de alta y baja tensión, existen en nuestro país diversos tipos de conductores de cobre,desnudos y aislados, diseñados para responder a distintas necesidades de conducción y a las características del medioen que la instalación prestará sus servicios.La selección de un conductor se hará considerando que debe asegurarse una suficiente capacidad de transporte decorriente, una adecuada capacidad de soportar corrientes de cortocircuito, una adecuada resistencia mecánica y uncomportamiento apropiado a las condiciones ambientales en que operará.1.4.1. Conductores de cobre desnudosEstos son alambres o cables y son utilizados para:. Líneas aéreas de redes urbanas y suburbanas.. Tendidos aéreos de alta tensión a la intemperie.. Líneas aéreas de contacto para ferrocarriles y trolley-buses.1.4.2. Alambres y cables de cobre con aislaciónEstos son utilizados en:. Líneas aéreas de distribución y poder, empalmes, etc.. Instalaciones interiores de fuerza motriz y alumbrado, ubicadas en ambientes de distintas naturaleza y condiferentes tipos de canalización.. Tendidos aéreos en faenas mineras (tronadura, grúas, perforadoras, etc.).. Tendidos directamente bajo tierra, bandejas o ductos.. Minas subterráneas para piques y galerías.. Control y comando de circuitos eléctricos (subestaciones, industriales, etc.).. Tendidos eléctricos en zonas de hornos y altas temperaturas.. Tendidos eléctricos bajo el agua (cable submarino) y en barcos (conductores navales).. Otros que requieren condiciones de seguridad.Ante la imposibilidad de insertar en este folleto la totalidad de las tablas que existen, con las característicastécnicas y las condiciones de uso de los conductores de cobre, tanto desnudos como aislados, entregamos a modo deejemplo algunas de las más usadas por los profesionales, técnicos y especialistas. Se recomienda solicitar a losproductores y fabricantes las especificaciones, para contar con la información necesaria para los proyectos eléctricos.

2. DIMENSIONAMIENTO DE CONDUCTORES ELECTRICOSEs frecuente que las instalaciones eléctricas presenten problemas originados por la mala calidad de la energía.. Variaciones de voltaje.. Variaciones de frecuencia.. Señal de tensión con altos contenidos de impurezas.. etc.Estos efectos producen un funcionamiento irregular en los equipos eléctricos y generan pérdidas de energía porcalentamiento de los mismos y de sus conductores de alimentación.La norma ANSI/IEEE C57.110-1986, recomienda que los equipos de potencia que deben alimentar cargas nolineales (computadoras ), operen a no más de un 80% de su potencia nominal. Es decir, los sistemas deben calcularsepara una potencia del orden del 120% de la potencia de trabajo en régimen efectivo.Como se puede apreciar; el correcto dimensionamiento de conductores eléctricos tiene una importancia decisivaen la operáción eficiente y segura de los sistemas.2.1. Daños que genera el mal dimensionamiento y mal uso de losconductores en una instalación eléctrica

. Cortes de suministro.

. Riesgos de incendios.

. Pérdidas de energía.2.2. Capacidad de transporte de los conductoresLa corriente eléctrica origina calentamiento en los conductores (efecto Joule: I2 x R).El exceso de temperatura genera dos efectos negativos en los aislantes:. Disminución de la resistencia de aislación.. Disminución de la resistencia mecánica.El servicio operativo de la energía eléctrica y su seguridad dependen directamente de la calidad e integridad de lasaislaciones de los conductores.Las aislaciones deben ser calculadas en relación a la carga de energía eléctrica que transporten los conductores ya la sección o diámetro de los mismos.Caídas de tensiónSobrecalentamiento de las líneas Cortos circuitosFallas de aislación a tierra

Las tablas que se presentan a continuación establecen los limites de corrientes admisibles para conductores desección milimétricas y AWC, bajo las siguientes condiciones:Temperatura ambiente : 30°CN° máx. de conductores por ducto : 32.2.1. Factores de corrección a la capacidad de transporte.La capacidad de transporte de los conductores está restringida por su capacidad de disipar la temperatura delmedio que los rodea. Para ello, los aislantes no deben sobrepasar la temperatura de servicio de los conductores.Para el caso específico de las tablas de conductores consignadas anteriormente, la temperatura ambiente y elnúmero de conductores por ducto son un factor relevante en la capacidad de disipación de la temperatura por parte delos conductores; a ese efecto se presentan los siguientes factores de corrección de la capacidad de transporte, segúnsea el número de conductores por ducto superior a 3 y la temperatura ambiente superior a 300C.Finalmente la capacidad de transporte de los conductores queda consignada a la siguiente expresión:I = fN x fT x It (A).I : Corriente admisible corregida (A).fN: Factor de corrección por N0 de conductores..fT: Factor de corrección por temperatura..It : Corriente admisible por sección de conductor según tablas (A).

Cantidad de Conductores Factor4 a 6 0,87 a 24 0,725 a 42 0,6Sobre 42 0,5Temperatura Ambiente ºC FactorMás de 30 hasta 35 0,94Más de 35 hasta 40 0,87

Más de 40 hasta 45 0,80Más de 45 hasta 50 0,71Más de 50 hasta 55 0,62Temperatura Ambiente ºC Temperatura de Servicio60ºC 75ºC2.2.1.1. Factores de corrección por cantidad de conductores «f N»2.2.1.2. Factores de corrección por temperatura ambienteSecciones Milimétricas «fT»2.2.1.3. Factores de corrección por temperaturaSecciones AWG «fT».

CÁLCULO DE LA POTENCIA DE UNA CARGA ACTIVA (RESISTIVA)

La forma más simple de calcular la potencia que consume una carga activa o resistiva conectada a un circuito eléctrico es multiplicando el valor de la tensión en volt (V) aplicada por el valor de la intensidad (I) de la corriente que lo recorre, expresada en ampere. Para realizar ese cálculo matemático se utiliza la siguiente fórmula:

(Fórmula 1)

 

El resultado de esa operación matemática para un circuito eléctrico monofásico de corriente directa o de corriente alterna estará dado en watt (W). Por tanto, si sustituimos la “P” que identifica la potencia por su equivalente, es decir, la “W” de watt, tenemos también que: P = W, por tanto,

 

Si ahora queremos hallar la intensidad de corriente ( I ) que fluye por un circuito conociendo la potencia en watt que posee el dispositivo que tiene conectado y la tensión o voltaje aplicada, podemos despejar la fórmula anterior de la siguiente forma y realizar la operación matemática correspondiente:

(Fórmula 2)

 

Si observamos la fórmula 1 expuesta al inicio, veremos que el voltaje y la intensidad de la corriente que fluye por un circuito eléctrico, son directamente proporcionales a la potencia, es decir, si uno de ellos aumenta o disminuye su valor, la potencia también aumenta o disminuye de forma proporcional. De ahí se deduce que, 1 watt (W) es igual a 1 ampere de corriente ( I ) que fluye por un circuito, multiplicado por 1 volt (V) de tensión o voltaje aplicado, tal como se representa a continuación.

1 watt = 1 volt · 1 ampere

Veamos, por ejemplo, cuál será la potencia o consumo en watt de una bombilla conectada a una red de energía eléctrica doméstica monofásica de 220 volt, si la corriente que circula por el circuito de la bombilla es de 0,45 ampere.

Sustituyendo los valores en la fórmula 1 tenemos:

P = V · IP = 220 · 0,45P = 100 watt

Es decir, la potencia de consumo de la bombilla será de 100 W .

De igual forma, si queremos hallar la intensidad de la corriente que fluye por la bombilla conociendo su potencia y la tensión o voltaje aplicada al circuito, podemos utilizar la fórmula 2, que vimos al principio. Si realizamos la operación utilizando los mismos datos del ejemplo anterior, tendremos:

De acuerdo con esta fórmula, mientras mayor sea la potencia de un dispositivo o equipo eléctrico conectado a un circuito consumiendo energía eléctrica, mayor será la intensidad de corriente que fluye por dicho circuito, siempre y cuando el valor del voltaje o tensión se mantenga constante.

La unidad de consumo de energía de un dispositivo eléctrico se mide en watt-hora (vatio-hora), o en kilowatt-hora (kW-h) para medir miles de watt.

Normalmente las empresas que suministran energía eléctrica a la industria y el hogar, en lugar de facturar el consumo en watt-hora, lo hacen en kilowatt-hora (kW-h). Si, por ejemplo, tenemos encendidas en nuestra casa dos lámparas de 500 watt durante una hora, el reloj registrador del consumo eléctrico registrará 1 kW-h consumido en ese período de tiempo, que se sumará a la cifra del consumo anterior.

Una bombilla de 40 W consume o gasta menos energía que otra de 100 W. Por eso, mientras más equipos conectemos a la red eléctrica, mayor será el consumo y más dinero habrá que abonar después a la empresa de servicios a la que contratamos la prestación del suministro de energía eléctrica.

Para hallar la potencia de consumo en watt de un dispositivo, también se pueden utilizar, indistintamente, una de las dos fórmulas que aparecen a continuación:

En el primer caso, el valor de la potencia se obtiene elevando al cuadrado el valor de la intensidad de corriente en ampere (A) que fluye por el circuito, multiplicando a continuación ese resultado por el valor

de la resistencia en ohm ( ) que posee la carga o consumidor conectado al propio circuito.

En el segundo caso obtenemos el mismo resultado elevando al cuadrado el valor del voltaje de la red

eléctrica y dividiéndolo a continuación por el valor en ohm ( ) que posee la resistencia de la carga conectada.

Placa colocada al costado de un motor monofásico de corriente alterna, donde  aparece, entre  otros< datos, su potencia en kilowatt (kW), o en C.V. (H.P.).

El consumo en watt (W) o kilowatt (kW) de cualquier carga, ya sea ésta una resistencia o un consumidor cualquiera de corriente conectado a un circuito eléctrico, como pudieran ser motores, calentadores, equipos de aire acondicionado, televisores u otro dispositivo similar, en la mayoría de los casos se puede conocer leyéndolo directamente en una placa metálica ubicada, generalmente, en la parte trasera de dichos equipos. En los motores esa placa se halla colocada en uno de sus costados y en el caso de las bombillas de alumbrado el dato viene impreso en el cristal o en su base.

CÁLCULO DE LA POTENCIA DE CARGAS REACTIVAS (INDUCTIVAS)

Para calcular la potencia de algunos tipos de equipos que trabajan con corriente alterna, es necesario tener en cuenta también el valor del factor de potencia o coseno de “phi” (Cos ) que poseen. En ese caso se encuentran los equipos que trabajan con carga reactiva o inductiva, es decir, consumidores de energía eléctrica que para funcionar utilizan una o más bobinas o enrollado de alambre de cobre, como ocurre, por ejemplo, con los motores.

Las resistencias puras, como la de las bombillas de alumbrado incandescente y halógena, y los

calentadores eléctricos que emplean resistencia de alambre nicromo (NiCr), tienen carga activa o resistiva y su factor de potencia es igual a “1”, que es el valor considerado ideal para un circuito eléctrico; por tanto ese valor no se toma en cuenta a la hora de calcular la potencia de consumo de esos dispositivos. Sin embargo, las cargas reactivas o inductivas, como la que poseen los motores eléctricos, tienen un factor de potencia menor que “1” (generalmente su valor varía entre 0,85 y 0,98), por lo cual la eficiencia de trabajo del equipo en cuestión y de la red de suministro eléctrico varía cuando el factor se aleja mucho de la unidad, traduciéndose en un mayor gasto de energía y en un mayor desembolso económico.

No obstante, tanto las industrias que tiene muchos motores eléctricos de corriente alterna trabajando, así como las centrales eléctricas,  tratan siempre que el valor del factor de potencia, llamado también coseno de “fi” (Cos ), se acerque lo más posible a la unidad en los equipos que consumen carga eléctrica reactiva.

Normalmente el valor correspondiente al factor de potencia viene señalado en una placa metálica junto con otras características del equipo.  En los motores eléctricos esa placa se encuentra situada generalmente en uno de los costados, donde aparecen también otros datos de importancia, como el consumo eléctrico en watt (W), voltaje de trabajo en volt (V), frecuencia de la corriente en hertz (Hz), amperaje de trabajo en ampere (A), si es monofásico o trifásico y las revoluciones por minuto (rpm o min-1) que desarrolla.

La fórmula para hallar la potencia de los equipos que trabajan con corriente alterna monofásica, teniendo en cuenta su factor de potencia o Cos es la siguiente:

De donde:

P  .- Potencia en watt (W)V  .- Voltaje o tensión aplicado en volt (V) I  .- Valor de la corriente en ampere (A)Cos   .- Coseno de "fi" (phi) o factor de potencia (menor que "1")Si queremos conocer la potencia que desarrolla un motor eléctrico monofásico, cuyo consumo de corriente es de 10,4 ampere (A), posee un factor de potencia o Cos = 0,96 y está conectado a una red eléctrica de corriente alterna también monofásica, de 220 volt (V), sustituyendo estos valores en la fórmula anterior tendremos:

P = 220 • 10,4 • 0,96 = 2196,48 watt

Como vemos, la potencia de ese motor eléctrico será de 2 196,48 watt. Si convertimos a continuación los watt obtenidos como resultado en kilowatt dividiendo esa cifra entre 1 000, tendremos: 2196,48 ÷ 1000 = 2,2 kW aproximadamente.

Múltiplos y submúltiplos de la potencia en watt

Múltiplos

kilowatt (kW) = 103 watt = 1 000 wattkilowatt-hora (kW-h) – Trabajo realizado por mil watt de potencia en una hora. Un kW-h es igual a 1 000 watt x 3 600 segundos, o sea, 3 600 000 joule (J).

Submúltiplos

miliwatt (mW) = 10-3 watt = 0,001 wattmicrowatt ( W) = 10-6 watt = 0,000 001 watt

Caballo de fuerza (HP) o caballo de Vapor (C.V.)

Los países anglosajones utilizan como unidad de medida de la potencia el caballo de vapor (C.V.) o Horse Power (H.P.) (caballo de fuerza).

1 H.P. (o C.V.) = 736 watt = 0,736 kW1 kW = 1 / 0,736 H.P. = 1,36 H.P.

CIRCUITOS RAMALES

1. son el eslabón entre los equipos de servicio y las cargas o equipos de utilización, parten desde los tableros de distribución y transportan la energía eléctrica hasta los puntos de utilización. Están formados por dos o tres conductores de cobre aislados. Se clasifican en:

2. Circuitos de alumbrado: para iluminación y artefactos de baja potencia eléctrica, conectados en forma fija (como las luces) o por medio de tomacorrientes (como el televisor o lámparas de mesa)

3. Circuitos de tomacorriente: Cuyo uso está destinado a equipos eléctricos portátiles que consuman hasta 15 A. Estos equipos se conectan por medio de enchufes.

4. Circuitos individuales, cuyo uso esta destinado a equipos o artefactos eléctricos que consuman más de 20 A y aquellos que por su alto consumo requieran de circuitos individuales (como las cocinas eléctricas de 4 hornillas con horno, secadoras de ropa o bombas de agua i. <!--[endif]-->Es recomendable proyectar circuitos individuales para el televisor, computadora y equipos de sonido, o cualquier sistemas de audio y video, para evitar perturbaciones ii. <!--[endif]-->Igualmente para la nevera y congelador, con lo que se evita baja de tensiones o “flickers” al momento del arranque de sus compresores.

Las salidas o tomas de los circuitos ramales pueden consistir de tomacorrientes para enchufes que permiten conectar o desconectar los artefactos y el punto de desconexión de los circuitos individuales es, en la mayoría de los casos, el interruptor del tablero de distribución.

INSTALACIONES ELECTRICAS REGULADA Y NORMAL

ACOMETIDAS Y TABLEROSACOMETIDA GENERAL:Descripción y MetodologíaComprende el suministro e instalación de la acometida eléctrica general que va desde la redexistente en poste hasta la caja del medidor. Será trifásica en cable de cobre 3No 4 + 1 No 6 AWGTHW; con tubo conduit galvanizado 1.1/4" empotrado y resanado en el muro, percha de 4 puestoscon aisladores de porcelana tipo carrete. Se conectará a la red externa por medio de conectores

de compresión bimetálicos a los anillos de derivación; una vez este aprobado por CODENSA.MaterialesTubo EMT de 1.1/4".Capacete de 1.1/2”Percha de 4 puestos con aisladoresAccesorios de fijación.Cable de cobre 3No4 + 1 No6 AWG, THW.Medida y forma de pagoLa medida será por metros lineales (ML), el precio será el acordado en el contrato.2.1.2 ACOMETIDA PARCIAL A TABLERO GENERAL.Descripción y MetodologíaComprende el suministro e instalación de la acometida eléctrica parcial que va desde la caja delmedidor hasta el tablero general TG. Será trifásica en cable de cobre 3No 4 + 1 No 6 + 1N8 TAWG, THW; con tubo EMT 1.1/4", la salida en la caja del medidor y a la legada al TG seráincrustado al muro. La unión a las cajas se realizara por medio de tuerca y contratuerca. En eltramo aéreo el tubo de deberá soportar a la estructura por medio de canal unistrut con suscorrespondientes abrazaderas. El cable de cobre será de un solo tramo para las fases y el neutro(color blanco), en sus extremos se conectará por medio de terminales de presión tipo Burndy osimilar.MaterialesTubo EMT de 1.1/4" con uniones, codos, tuerca y contratuercaCable de cobre 3No4 + 1 No 6 + 1N8t THW AWG con terminalesAccesorios de fijaciónResane.Medida y forma de pagoLa medida será por metros lineales (ML), el precio será el acordado en el contrato.2.1.3 ACOMETIDA PARCIAL A TABLERO DE CUARTO TÉCNICO.Descripción y MetodologíaComprende el suministro e instalación de la acometida eléctrica parcial que va desde el tablerogeneral TG, hasta el tablero de UPS en el cuarto técnico. Será trifásica en cable de cobre 3No 6, 1No 8 AWG, + 1No 8 Tierra, tipo THW; con tramo de tubo EMT 1.1/4" para llegar a ductoportacable (No incluido en este Item). La salida en el TG será incrustado al muro. La unión a lascajas se realizara por medio de tuerca y contratuerca. El cable de cobre será de un solo tramopara las fases, el neutro (color blanco),y la tierra (color verde). En sus extremos se conectará pormedio de terminales de presión tipo Burndy o similar.MaterialesTubo EMT de 1.1/4" con uniones, codos, tuerca y contratuercaCable de cobre 3No6, 1 No 8 +1No 8 Tierra. con terminalesAccesorios de fijaciónResane.Medida y forma de pagoLa medida será por metros lineales (ML), el precio será el acordado en el contrato.2.2 TABLEROS DE DISTRIBUCIÓN2.2.1 TABLERO TRIFASICO TG DE 36 CIRCUITOS CON ESPACIO PARATOTALIZADOR PARA DISTRIBUCIÓN GENERAL.Descripción y MetodologíaComprende el suministro e instalación del un tablero trifásico con Neutro, con barraje de 225A,barraje de neutro y de tierra aislados, con puerta chapa y llave tipo Square D o similar. Seráempotrado al muro, a ras con el terminado del muro y a la altura según la Norma. Dentro de suinterior se montará un interruptor Industrial de 3X80 amperios, 480 V, 25 KA a 240 V. paratotalizador, un interruptor enchufable de 3x60A para cuarto técnico, dos de 2x30A para tomas de220V, uno de 2x20A para alumbrado y veintisiete de 1X20A para alumbrado y tomas red normal.Deberá tener tarjetero con identificación de todos los circuitos. La llegada de las tuberías se haráen forma perpendicular con la correspondiente tuerca y contratuerca. Los interruptoresenchufables serán de marca reconocidas, completamente nuevos y de las capacidades indicadas.Materiales

Tablero de 36 ctos con puerta y chapa con llave.Interruptor automático termomagnético de 3x80A.Interruptores termomagnéticos enchufablesCable para derivaciónMateriales para resaneMarquillas de identificación para los interruptores.Medida y forma de pagoLa medida será por unidad (UN), el precio será el acordado en el contrato.2.2.2 TABLERO PARA CUARTO TÉCNICO. T-UPS

Descripción y MetodologíaComprende suministro e instalación del tablero para la distribución de circuitos regulados,fabricado en lámina de acero cold rolled calibre 16, previamente tratada con limpiador ydesoxidante, pintura electrostática, de 0.80 x 0.70 x 0.25 mts de ancho, alto y profundidad, conbandeja doble fondo para montaje de elementos. Se instalará sobrepuesto al muro para lo cualdeberá tener orejas de fijación. La entrada y salida de cables se hará por la parte inferior para locual se dejaran perforaciones protegidas con empaque neopreno. Dentro de su interior semontarán y se cablearán los siguientes elementos: un interruptor automático industrial de 3 x 60 A,como totalizador, un barraje tetrafilar en platina de cobre para 150 A, soportado sobre aisladores,un juego de equipo de medida compuesto por voltímetro de 0-300V, selector de voltímetro, fusiblesde protección, amperímetro 5/100 A, transformadores de corriente 5/100 A, selector deamperímetro.Dos interruptores termomagnéticos industriales de 3 x 40A, para UPS-s, dos barrajes en platinade cobre con capacidad para 100 A, dos conmutadores tripolares de 32 A, barraje de tierra enplatina de cobre montado sobre aisladores, doce interruptores automáticos de 1 x 20 A parainstalar sobre riel omega. Todos los componentes del tablero se alambrarán con cable multifilarflexible de acuerdo con la capacidad, llevará marquillas en acrílico, terminales, identificadorespara cables, canaleta ranurada, portaplano y plano.Transferencia manual tipo conmutador

Materiales Cofre metálico CR 16, pintura electrostática. Interruptores termomagnéticos Automáticos. Barrajes trefilares Equipo de Medida. Conmutadores 3x32 A. Cables, terminales, identificadores y accesorios.

Medida y forma de pagoLa medida será por unidad (UN), el precio será el acordado en el contrato.

TIERRASSISTEMA A TIERRA MEDIANTE 3 VARILLAS COOPER WELD DE 5/8" x2.44 mts

Descripción y MetodologíaComprende el suministro e instalación de los elementos necesarios para construir el sistema depuesta a tierra para toda la instalación del sistema eléctrico, esto significa que es la misma para elsistema regulado y el sistema normal. Se debe incluir las varillas cooperweld de cobre macizo de5/8”x 2.44 metros, unidas en forma de triángulo con soldadura cadweld y cable de cobre No 2/0desnudo. Para su instalación se excavara en el sitio indicado en los planos. Alrededor de cadavarilla se hará un pozo circular de 30 cm de diámetro por 1 metro de profundidad y se rellena detratamiento químico para mejoramiento de terrenos tales como hydrosolta, laborgel, favigel o similar.En una de sus varillas se hará una caja de inspección y mantenimiento de 30x30 cm con tapametálica. Se derivara de esta puesta a tierra un único conductor calibre 1/0 THW el cual se

conectará al barraje de tierra en el tablero de UPS-s. El sistema deberá será medido con equipotelurómetro y registrar una resistencia menor de 5 ohmios.MaterialesVarillas cooper well de 5/8” x 2.44Soldadura cadweld.Tratamiento químico.Cable de cobre No 2/0 desnudo.

Medida y forma de pagoLa medida será por unidad (UN), el precio será el acordado en el contrato.

AREAS DE TRABAJOCABLE 12 AWG -THW 7 HILOS DE COBRE PARA INSTALAR ENCANALETADescripción y MetodologíaComprende el suministro e instalación cable No 12 THW, instalado en canaleta o ductos paradistribución de los circuitos a las diferentes tomas de corriente normal y regulada. Cada circuitollevará los tres conductores y se entorcharan para su instalación. Se utilizara el siguiente código decolores: azul y negro para fase normal, rojo y amarillo para fase regulada, blanco para neutro yverde para tierra. No se permitirán empalmes en la canaleta o dentro de la tubería pero si existieranse realizaran en cajas de paso. Todos los circuitos se identificaran con marquillas tanto en el tablero,en cajas de paso como en la llegada a las tomas con el número de circuito.Materiales y equipoCable de cobre # 12 AWG THW. 7 hilos.Medida y forma de pagoLa medida será por metros lineales (ML), el precio será el acordado en el contrato.

SALIDA COMPLETA TOMA MONOFÁSICA DOBLE CON POLO ATIERRA NORMAL – SOBRE MURODescripción y MetodologíaComprende el suministro, la instalación y las pruebas de los elementos para salida eléctrica paratomas monofásicas doble con polo a tierra para lo cual se tendrán en cuenta tres conductoresdiferentes (fase, neutro y tierra) y no se conectará más de 5 tomas por circuito, una vezconectada se le colocara su toma de 15 A, Luminex o similar. Como se instalarán en muro estadebe ir en tubo conduit pvc 1/2", conector pvc 1/2", cable 12 TW, alambre 12 desnudo, caja2400 con suplemento, terminales y cinta, así mismo se harán las regatas necesarias parainstalar estos elementos y se resanará.MaterialesTubo conduit pvc 1/2"Conector pvc 1/2"Cable de cobre No 12 THWAlambre 12 desnudoCaja 2400 con suplementoCintaToma monofásica con polo a tierra.Medida y forma de pagoLa medida será por unidad (UN), el precio será el acordado en el contrato.

TOMACORRIENTE DOBLE MONOFÁSICO CON POLO A TIERRACORRIENTE NORMAL PARA INSTALAR EN CANALETADescripción y MetodologíaComprende el suministro la instalación de toma de 15 A, monofásica doble con polo a tierranormal para instalar sobre canaleta, esta se conectará a tres conductores diferentes (fase, neutroy tierra aislada), una vez conectada se colocara en el troquel el cual debe ir en la parte inferior

de la canaleta y se marcara con su correspondiente número.MaterialesToma monofásica con polo a tierra.Cinta aislante 3m y terminalesMedida y forma de pagoLa medida será por unidad (UN), el precio será el acordado en el contrato.

TOMACORRIENTE DOBLE MONOFÁSICO CON POLO A TIERRAAISLADO PARA INSTALAR EN CANALETA COLOR NARANJACORRIENTE REGULADADescripción y MetodologíaComprende el suministro, la instalación, la conexión de la toma monofásica doble con polo a tierraaislado color naranja para instalar sobre canaleta, esta se conectará a tres conductores diferentes(fase, neutro y tierra aislada), una vez conectada se colocara en el troquel el cual debe ir en laparte inferior de la canaleta. Deberá identificarse con el numero de circuito por medio demarquilla en acrílico.MaterialesToma doble con polo a tierra aislado.Cinta aislante 3m y terminales .Medida y forma de pagoLa medida será por unidad (UN), el precio será el acordado en el contrato

TROQUEL REALZADOR UNIVERSAL PARA MONTAJESOBRECANALETA O ZOCALO DE DIVISION MODULAR DE TOMACON POLO A TIERRA.Descripción y MetodologíaComprende el suministro y la instalación de troquel realzador universal para montaje sobrecanaleta el cual deberá ser del mismo material que la canaleta y pintado en pinturaelectrostática horneada, el vano debe ir desplazado hacia abajo para que la división de lacanaleta no se interponga en la colocación correcta de la toma eléctrica.MaterialesTroquel realzador universalMedida y forma de pagoLa medida será por unidad (UN), el precio será el acordado en el contratoDOCUMENTACIÓNACCESORIOS DE IDENTIFICACIÓN MARQUILLAS ADHESIVAS PARATOMAS, ANILLOS ADHESIVOS PARA PUNTAS DE THWDescripción y MetodologíaSe deberá realizar una marcación de cada circuito, ya sea normal regulado o de emergencia enlas dos puntas del cable y una identificación de las tomas y el tablero para indicar el circuitoque la esta alimentando.MaterialesLibretas plásticas de marquillas adhesivas con números y letrasMedida y forma de pagoLa medida será por unidad (UN) de circuito numerado, el precio será el acordado en el contrato

VERIFICACIÓN CON REGISTRO ESCRITO DE LA POLARIDAD ENTOMAS Y LECTURAS DE TENSIÓN FASE-NEUTRODescripción y MetodologíaSe realizara una lectura por medio de un voltímetro del voltaje que esta llegando a la toma y serealizara la verificación de la polaridad (fase, tierra y neutro) para determinar que las tomas no esténen corto circuito o intercambiados sus conductores de alimentación.MaterialesReporte impreso, la herramienta a utilizar será un voltímetro o pinza voltiamperimetricaMedida y forma de pago

La medida será por unidad (UN), el precio será el acordado en el contrato

UPS

Se puede plantear en este punto una definición de UPS, una traducción literal del termino aceptado mundialmente, UPS ( Uninterrumpible Power Supply) seria, Fuente de poder ininterrumpido. Es un equipo o dispositivo capaz de suministrar potencia o energía frente a alguna interrupción de lo que seria el suministro normal de la misma. Además puede agregar otras funciones que terminan mejorando el suministro de energía eléctrica a los equipos sofisticados o de alto riesgo eléctrico que tiene conectados a ella. Entre las cosas que agrega puede contarse un estabilizado de la energía eléctrica entrante, aislación de la fuente de energía de eléctrica normal, filtrado de laenergía entrante, corrección de la forma de onda, corrección de la frecuencia de línea, protección a periféricos de las CPU o incluso sus partes, como placas de red o modem’s, monitoreo de la energía de línea, para optimizar la protección, etc. Puede darse que el agregado de funciones genere distintos tipos o topología de construcción de estos equipos.

Para que nos sirve una UPS y porque protegerse con ella.Una UPS nos protege, de todos los problemas eléctricos conocidos, pero no lo hace en el 100% en todos los casos. Con mayor precisión, esto quiere decir que nos protegerá de una caída de voltaje, pero no de todas las caidas. Para que quede más claro, una caída de voltaje tiene parámetros que la identifican, podríamos citar dos uno la profundidad de la misma y otra el tiempo de duración de esta. Una caída de voltaje puede llegar por ejemplo hasta 172 Voltios, pero puede durar 4 segundos o 4 milésimas de segundos, de acuerdo al tipo de UPS que estemos usando, tendremos distintas respuestas. Lo mismo ocurre con los otros fenómenos eléctricos. El caso más visto es el de pensar que una UPS, instalada en una zona rural, soluciona todos los problemas que sepresentan, esta es otra mentira, de la cual hay que cuidarse de no cometer, existen estrategias de protección para estos casos y nos es tan sencillo de solucionar, como sería el caso de la instalación de una UPS. Pero no todo es tan poco objetivo, se puede afirmar que una UPS soluciona un porcentaje muy importante de los problemas eléctricos que se presentan, fundamentalmente los cortes repentinos, los voltajes fuera de rango, las caídas devoltaje, en gran medida las sobre-tensiones, casi totalmente los ruidos EMI/RFI.Uno puede preguntarse porque protegerse con un equipo que no brinda el 100% de seguridad, bueno a continuación se detallan algunos argumentos.

Una buena UPS soluciona el problema crónico de todas las instalaciones eléctricas, las caídas de voltaje, y el otro tan común en nuestro país, los voltajes fuera del especificado por norma. Obviamente lo hace sin necesidad de usar sus baterías internas.

Otro fuerte argumento es la perdida de datos, o rotura de hardware producidos por un corte de energía o una gran caída de voltaje.

El otro argumento importante, es la necesidad de continuar o terminar, con el trabajo iniciado después de haberse producido el apagón, y quizás dicho trabajo deba continuarse por horas, dependerá de la situación.

El último argumento es el costo, una UPS de una autonomía media y para una computadora media, como ser una Pentium con sus periféricos, difícilmente cueste el 20% de lo que vale el equipo que protege.

Otro argumento importante es que con la tecnología actual se pueden instalar UPS con Soft que permiten monitorear tanto a la UPS como el lugar donde están instalados.

Esquema y tipos de UPS, sus diferenciasAunque parezca evidente yreiterativo es importante definir oenunciar los principales tipos deUPS. Tal cual dijimos una UPS debeser capas de proveer una fuente de

energía alternativa a la principalpara cuando esta falle.Podemos diferenciar dos grandesgrupos de tipos de UPS:Interactivas o Stand-by: SonUPS’s que tal cual lo dicen laspalabras, están esperando algúndesperfecto en la línea de energía eléctrica para entrar en acción. En estas UPS, mientras la línea esta presente ycon parámetros aceptables, o mejor dicho que la UPS pueda controlar, será la energía de línea la que alimente a laPC, pero la UPS aporta en esta situación las siguientes funciones: acondiciona, es decir estabiliza a valoresnormales y provee filtrado contra transitorios, picos y ruido de RFI/EMI. Se puede decir que aumenta la calidad dela energía, recibe una y entrega una mejorada. La mayoría de las UPS que existen en el mercado no disponen deun estabilizador adecuado, ya sea por su rango de entrada, por el margen de regulación que entregan, como porsu tiempo de respuesta. Todos estos parámetros tienen un peso significativo en la calidad de las UPS InteractivasStan-By, además todos influyen sobre el uso de las baterías y por supuesto sobre su vida útil.