CAPTULO 2

PGINA Capitulo 2: Elementos de una Instalacin Elctrica

CAPTULO 2

Elementos de una Instalacin Elctrica

2.0. Introduccin

Una instalacin elctrica es un conjunto de elementos y equipos que tiene como finalidad llevar la energa elctrica desde el punto de alimentacin o fuente de energa, hasta los elementos o equipos elctricos que requieren de este tipo de energa para su funcionamiento.

Las instalaciones elctricas pueden ser clasificadas desde muy variados puntos de vista. Si se toma en consideracin el tipo de consumidor el cual es servido las instalaciones quedan agrupada en tres grandes grupos:

Instalacin Residencial: destinada a permitir solo la utilizacin de artefactos y equipos elctricos domsticos o del hogar (lmparas, radio, Televisin, plancha, etc.).

Instalacin Industrial: Esta se encarga de hacer llegar la energa elctrica a equipos con una mediana o gran exigencia de energa elctrica. (motores, hornos, etc.)

Instalaciones Comerciales: comprende una categora entre las dos anteriores, en la que se utiliza la energa elctrica entre los limites anteriores.Otra clasificacin de las instalaciones elctricas puede ser lograda si se toma en cuenta al tipo de ambiente que se alimenta con la energa elctrica.

Instalacin Publica: Utilizada para alimentar sectores de uso pblico, como por ejemplo avenidas, urbanizaciones, salas de espectculos, campos deportivos, escuelas, hoteles, bancos, reas comunes de edificios residenciales, etc.

Instalacin Privada: Es aquella a la que solo son utilizada por un muy reducido y especifico grupo de personas.

2.1. Estructura Elemental de una Instalacin Elctrica

Una instalacin elctrica es la serie de elementos que se encarga de hacer transitar la energa elctrica desde la fuente o punto de suministro hasta los equipos o carga.

FIGURA 1Estructura Tpica y Elemental de una Instalacin Elctrica

Fuente: Gonzlez, F. (1998)

La fuente de energa elctrica en la prctica queda representado por dos posibles alternativas:

Empresa Elctrica (Power Utility): Toda y cada una de las empresas dedicadas a proveer el servicio de elctrico, su funcin es proveer la energa elctrica en cantidad suficiente que el consumidor requiera y en las condiciones que este indique. El servicio elctrico ha de poseer tres caractersticas muy importante: econmico, de calidad y confiable. Cada empresa elctrica se encarga de los tres procesos bsicos de la potencia elctrica: generar, transmitir y distribuir la electricidad. En Venezuela las empresas del sector elctrico son de naturaleza pblica y privada, estas ltimas un muy reducido grupo. Entre las ms importantes empresas elctricas de Venezuela se encuentran: CADAFE, C.A. La Electricidad de Caracas, Energa Elctrica de Venezuela, etc.

Sistema de Generacin Propio: Se refiere a equipos encargados de tomar una energa primaria y transformarla en electricidad. En aquellos sistemas elctricos donde se requiera un flujo ininterrumpido de energa elctrica es comn encontrar en el consumidor su propio sistema de respaldo o principal de generacin. Hoy por hoy, en Venezuela, como consecuencia de los continuos aumentos en el precio de la electricidad algunas industrias se han visto atrados por la idea de la autogeneracin de electricidad, pero lo cierto es que la evaluacin de estos proyectos debe ser muy delicada.

Finalmente en lo sucesivo cuando se enfrente el trmino la fuente de energa elctrica queda confinado a: empresas elctricas y sistemas de generacin; en la presencia de uno de ellos o la combinacin.

A escala residencial, la fuente siempre queda representado por la empresa prestataria del servicio elctrico, que por lo general es una Empresa Regional de Distribucin y Comercializacin (ERDC), cuya nica labor es servir al consumidor. En Venezuela son muchas las ERDC, comenzando por la filiares de CADAFE: Electricidad del centro (ELECENTRO), Electricidad de Occidente (ELEOCCIDENTE), Electricidad de Oriente (ELEORIENTE),C.A. Electricidad de los Andes (CADELA), La Electricidad de Valencia (ELEVAL), C.A. Luz y Fuerza Elctrica (CALIFE), etc. Todas estas empresas prestan el servicio elctrico, es decir, suministran la potencia y la energa elctrica al suscriptor, de acuerdo a las condiciones de un contrato de servicio.

Por otra parte los equipos elctricos alimentados por las instalaciones elctricas son comnmente denominados cargas. En Venezuela el Ministerio de Energa y Minas define una carga como el valor de potencia elctrica requerida o entregada en cualquier punto de un sistema elctrico. En las instalaciones elctricas se suele utilizar el trmino carga para definir cualquier elemento, equipo que consuma energa elctrica.

Las cargas en las instalaciones elctricas son los puntos finales donde se pretende hacer llegar la energa elctrica; estas pueden ser de muy variados tipos y seguir igual cantidad de clasificacin.

Algunos autores han coincidido en clasificar en el caso de las instalaciones elctricas en tres grandes categoras:

Cargas Generales: Aquellas cargas que pueden tener una utilizacin muy variada, tal es el caso de los tomacorrientes de uso general dentro de las instalaciones.

Cargas de alumbrado, corresponden a todos loe elementos elctricos utilizados en la iluminacin.

Cargas de Fuerza: corresponden a cargas cuyo consumo energtico es considerable, o aquellas que poseen requerimientos especiales de diseo. Un ejemplo lo constituyen la utilizacin de unidades de aire acondicionado central, sistemas de bombeo de agua, etc.

2.2. Elementos de una Instalacin Elctrica

La instalacin elctrica esta constituida por la agrupacin de una serie de elementos que nter actan para llevar a cabo el transporte de la energa elctrica desde el punto de suministro hasta las cargas. Las instalaciones elctricas, como ya se menciono, poseen una amplia clasificacin, y evidentemente cada una de ellas ha de poseer elementos especficos a su tipo, pero por otra parte existe una gran cantidad de elementos que son comunes a las instalaciones de tipo residencial, comercial e industrial.

Los elementos bsicos de una instalacin elctrica son:

Acometida

Equipos de medicin.

Interruptor principal.

Tablero principal.

Subtableros.

Alimentadores

Circuitos ramales.

Canalizaciones elctricas.

Cada una de estos elementos sern punto especial de estudio a lo largo de este curso.

FIGURA 2Esquema Tpico de una Instalacin Elctrica Residencial

Fuente:

2.3. Acometida

La acometida es el punto de comienzo de la instalacin elctrica, de hecho es la conexin entre la compaa de servicio elctrico (o el sistema de generacin propio) y la instalacin elctrica.

El Cdigo Elctrico Nacional (CEN) en su seccin 100, definiciones, establece el concepto de una acometida como Los conductores y el equipo para dar energa desde un sistema de suministro elctrico, al sistema de alambrado de la propiedad servida

La acometida, es el comienzo de responsabilidad del ingeniero de instalaciones elctricas,

El CEN dedica completamente una seccin a la especificacin de las acometidas, Seccin 23, donde se establece todos lo requerimientos mnimos para garantizar la seguridad que debe proveer la acometida.

Una instalacin elctrica debe poseer una acometida o varias, (CEN seccin 230-2) pudiendo ser esta desde dos puntos de vista: areas o subterrneas.

2.4. Equipos de Medicin e Interruptor principal

Las empresas que prestan el servicio elctrico, deben contabilizar por algn mecanismo la cantidad de energa que es comprada por el suscriptor, y es donde tiene aplicacin los equipos de medicin.

Los equipos de medicin son muy variados, pudiendo ser desde muy simplistas como los de las instalaciones residenciales, hasta muy complejos en los industriales.

En las instalaciones elctricas de tipo residencial, el equipo de medicin de energa es nico, siendo pudiendo ser el caso de un medidor mecnico constituido por un Watt-horimetro (vatiohimetro medidor de Kwh) de disco o mecnico o en el caso ms modernos de estado slido digitales.

En el caso particular de Venezuela, la acometida es responsabilidad de la empresa elctrica que presta el servicio al igual que el medidor de energa y el interruptor principal (vulgarmente llamado cuchilla en el caso residencial) llegando su responsabilidad hasta el punto de conexin interna de la instalacin elctrica. De hecho el calculo de los conductores que salen del interruptor principal son responsabilidad del suscriptor.

El contador elctrico o vulgarmente denominado medidor, es propiedad de la empresa elctrica, por lo cual cualquier alteracin o desperfecto que se le ocasiones (en el caso de Venezuela), puede provocar inconvenientes legales.

La instalacin elctrica tema esencial del estudio presente trabajo comienza en el interruptor principal de servicio, y esta plenamente bajo la responsabilidad del suscriptor.

Un instructor debe ser interpretado en su forma ms sencilla, como un dispositivo diseado para abrir o cerrar un circuito por medios no automticos y que puede actuar en forma automtica en condiciones de operacin anormal del circuito (Estos ser estudiados a plenitud, en el estudio de protecciones contra sobrecorrientes, que el CEN asigna la seccin 240).

FIGURA 3Componentes de una Acometida Elctrica

2.5. Tablero principal

En toda instalacin elctrica han se existir, uno o varios tableros principales, punto central de la instalacin, el cual tiene tres funciones:

Distribuir la energa elctrica a varios circuitos ramales.

Proteger cada circuito ramal de fallas (cortocircuitos o sobrecorrientes).

Proveer la posibilidad desconectar de la instalacin cada uno de los circuitos.

El tablero principal contiene una serie de elementos que garantizan el cumplimiento de las tres funciones antes mencionadas tales como: interruptores automticos o manuales, fusibles, etc.

El CEN en su seccin 100 establece que un tablero es un panel o grupo de paneles individuales diseados para constituir un solo panel: incluye barras, dispositivos de proteccin, y puede tener o no swiches para controlar los circuitos2.6. Subtableros y Alimentadores

En aquellas instalaciones elctricas de una extensin considerable, es comn utilizar varios tableros como apoyo al principal, cumpliendo las mismas funciones de distribucin, maniobra y proteccin de los circuitos.

Estos subtableros se suelen ubicar a una distancia equilibrada de cada una a las cargas que sirven (centro de cargas o rea de distribucin), los conductores con lo cual son alimentados estos subtableros desde el tablero principal recibe el nombre de alimentadores (feeder).

El CEN dedica la seccin 240 a los requisitos completos de los alimentadores en una instalacin elctrica.

2.7. Circuitos ramales

Los circuitos ramales estn constituidos conductores que parten de los tableros de distribucin y transportan la energa hasta los puntos de alimentacin. 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 instalacin residencial, siendo de tipo compartido, y un circuito ramal exclusivo, lo puede constituir la alimentacin de un motor de gran potencia en sistemas industriales.

El CEN en su seccin 100, define un circuito ramal como los conductores del circuito entre el ltimo dispositivo contra sobrecorriente que protege el circuito y las salidas

Por su parte la seccin 225 del CEN se dedica a los requisitos para los circuitos ramales y circuitos de instalacin exterior.

FIGURA 4Tipos de Circuitos Ramales

Figura 3. Tipos de Circuitos ramales.

FIGURA 5Tipos de Circuitos Ramales

2.8. Canalizaciones Elctricas

Las canalizaciones elctricas son los elementos utilizados para conducir los conductores elctricos entre las diferentes partes de la instalacin elctrica. Las instalaciones elctricas persiguen proveer de resguardo, seguridad a los conductores a la vez de propiciar un camino adecuado por donde colocar los conductores.

2.9. Elementos Especiales de una Instalacin Elctrica

Adems de los elementos bsicos de una instalacin elctrica, existen unos elementos adicionales especficos:

Sistema Telefnico

Intercomunicadores

Sistema de antena de TV.

Sistema de antena de Radio.

El sistema de telfono, antenas de TV y radio, son especiales, el CEN provee tres secciones que abocan al estudio de cada uno de estos sistemas. Seccin 800: Circuitos de comunicacin, seccin 810: Equipos de radio y televisin, seccin 820: antenas de televisin y sistema de distribucin de radio.

2.10. Clasificacin de los Circuitos Ramales

Los circuitos ramales, han sido clasificados inicialmente en dos grandes tipos: individuales o exclusivos y uso variado.

Pero por otra parte de acuerdo al uso ms comn que se le suele dar a los ramales se suelen distinguir:

Circuitos de alumbrado: son los circuitos utilizados para alimentar las luces de uso general y algunos artefactos de poca potencia, conectados directamente o por medio de tomacorrientes o enchufes.

Circuito de Tomacorrientes, es utilizado para alimentar a los artefactos porttiles de poco o mediana potencia. Los artefactos se conectan por medio de tomacorrientes y enchufes.

El CEN en su seccin 100, establece que un tomacorriente es un dispositivo de contacto instalado en una salida para la conexin de un solo enchufe.

Por otra arte, el CEN (seccin 100) define un enchufe como el dispositivo que, por su insercin en un tomacorriente, establece la conexin entre los conductores de un cordn flexible.

2.11. Introduccin Al Proyecto de Instalacin Elctrica

Cuando se realiza un proyecto de construccin de una instalacin residencial sin duda alguna el punto focal del diseo es complacer al usuario de la instalacin elctrica, brindado la mayor cantidad posible de beneficios que la tcnica y lo econmico permitan.

El objetivo fundamental que sustenta la realizacin del proyecto de instalacin elctrica es obtener la aprobacin de los organismos oficiales competentes para lograr la permisologa, a la vez lograr un desarrollo ordenado y completamente planeado de la obra minimizando los costos en la proporcin que la tcnica y la comodidad lo permitan.

2.12. Proyecto de una Instalacin Elctrica

Un proyecto de instalacin elctrica persigue en primera instancia el logro de la permisologa correspondiente para lograr llevar a cometido la obra, para ello el proyecto debe estar plenamente basado en las normativas de seguridad elctrica que se encuentran contenidos en el CEN. Por otra parte cuando se realizan el proyecto, se llevan a cabo computo mtricos con lo cual se tiene una cuantificacin de los materiales mnimos necesarios para emprender la obra, logrndose as poder realizar presupuestos con los diferentes proveedores y obtener una decisin tcnica y econmica ajustada a la realidad del proyecto.

Por ltimo un correcto proyecto de instalaciones elctricas, reivindica con creces su trabajo; logrando una instalacin suficientemente especificada y bien diseada, que en el momento de la realidad de la construccin, ser ejecutada sin inconvenientes y que evitar las improvisaciones o modificaciones de ltima hora, que pueden llegar a ser costosas o hasta devastadoras en el acabado final de la obra.

Por ltimo es conveniente sealar, que un correcto proyecto de instalacin elctrica, permite llevar a cabo una obra sin retrasos, todo esto claro est, de la mano de la experiencia terica y prctica.

2.13. Clasificacin de los Proyectos de Instalaciones Elctricas

Una clasificacin muy variada puede ser realizada de las instalaciones elctricas, algunas de las cuales ya han sido presentadas, en ocasiones anteriores, (por extensin, nivel de tensin, por ubicacin, etc.). Por otra parte el autor Oswaldo Penissi (1987), en su texto, Canalizaciones Elctricas Residenciales, clasifica los proyectos segn su complejidad en:

Viviendas Unifamiliares (rural, inters social, clase media y alta).

Viviendas Multifamiliares (Inters social, clase media y media alta).

Edificios de Oficina (econmico o de lujo).

Edificios Comerciales (Econmico, lujo, tiendas por departamento, centros comerciales).

Edificios Educacionales.

Edificios de Hoteles (por estrellas).

Edificios de Sanidad (medicaturas, centros de salud, ambulatorios, hospitales).

Edificios industriales (pequea, mediana y pesada).

La clasificacin adoptada por Penissi, obedece bsicamente a la complejidad en funcin de los tipos de ambiente, usos, aplicaciones diversas y especializadas, y no desde el punto de vista de la estructura civil, que no es de nuestra incumbencia. La dificultad en el proyecto de instalaciones elctricas, proviene en gran medida de la parte arquitectnica, y por el otro del tipo de actividad a desempear en la instalacin y el valor de la inversin. La clasificacin presentada, provee un grado de dificultad en los proyectos, por los criterios de diseo y otra gran cantidad de detalles que ha de tomar el proyectista.

Es importante reiterar que todo proyecto de instalacin elctrica, debe cumplir con los cinco aspectos fundamentales:

Seguridad.

Confiabilidad.

Flexibilidad.

Facilidad de Operacin.

Mantenimiento.

Costo Inicial.

2.14. Requerimientos para la elaboracin de una Proyecto de Instalaciones Elctricas

La electricidad dentro de cualquier instalacin se transforma en un servicio, y como tal, su efectividad queda demostrada, en funcin de la satisfaccin del consumidor o usuario. Por ello, el primer paso a llevar cabo en cualquier proyecto de instalaciones elctricas, independiente mente de su tipo, es mantener una reunin con el futuro propietario, o bien el equipo tcnico que se fije para tal fin; Ingenieros y arquitectos. Es de vital importancia este contacto, ya que provee valiosa informacin, tal como nivel de vida de los ocupantes, hbitos, requerimientos, usos, futuros cambios, etc.

La entrevista primaria, permite cuantificar o inventariar los equipos o cargas que se vayan a instalar, esto logra establecer en primera instancia los requerimientos de la instalacin elctrica.

Por otra parte, una vez realizado esto, se procede a verificar la disponibilidad y accesibilidad al servicio elctrico, en el lugar o zona donde se emprende el proyecto. En caso de no existir el acceso, se debe consultar a la empresa elctrica que sirve a la zona, la viabilidad de obtener el suministro. Capital importancia, reciben los estudios de instalaciones elctricas, en los casos de Edificaciones multifamiliares, sanitarios, e industriales, donde se debe tener con carcter obligatorio una reunin con la empresa de servicio elctrico, para realizar las coordinaciones la instalacin de una nueva carga.

En cualquier instalacin elctrica, independientemente del tipo o complejidad, es importante, mantener un contacto desde el nivel de proyecto hasta la ejecucin, con los ingenieros que intervienen en la obra, para lograr detectar y satisfacer todos los requerimientos de servicio elctrico de la obra.

Los pasos antes mencionados, constituyen lo que se conoce como etapa de observacin y diagnstico, etapa de singular importancia ya que sienta las bases de los pasos futuros del proyecto, y que adems le provee la forma a la obra.

Aunque no se ha legislado en cuento a la estructura que ha de disponer un informe de proyecto de instalacin elctrica, algunas empresas dedicadas a este ramo y algunos autores coinciden en una estructura muy semejante. Por tanto, citando al reconocido autor, Oswaldo Penissi (1987), en resumen y en forma muy general, las partes del proyecto de canalizaciones o instalaciones elctricas son:

Memoria Descriptiva.

Clculos de Iluminacin.

Clculos Elctricos.

Estudio de Cargas.

Diseo de Sistema de Comunicaciones y sealizacin.

Especificaciones Generales.

Cmputos mtricos.

Planos.

La estructura y envergadura de cada una de estas partes del proyecto, va a depender en forma particular del tipo de obra que s este tratando.

La memoria descriptiva, en muy sencillas palabras, corresponde a un resumen del proceso de observacin y diagnstico, en el cual se provee un brief, de las especificaciones generales de la instalacin elctrica.

Los clculos de iluminacin, corresponden a todos los estudios y resultados de este para proveer de iluminacin artificial a la instalacin.

Por su parte los clculos elctricos, se refiere al dimensionamiento correcto de los conductores y elementos pertenecientes a los circuitos ramales.

Mientras que con el estudio de cargas, se lograr obtener la demanda requerida para el calculo y seleccin de las caractersticas del tablero y proteccin general asociado, adems de la acometida. Para la elaboracin de este item, es vital realizar completamente los clculos anteriores.

Los sistemas de sealizaciones y comunicacin pueden ir desde lo ms sencillo hasta los ms complejo, en funcin del tipo de instalacin que se emprenda, pero para ello se requiere de un completo asesoramiento de los requerimientos por parte del usuario de los equipos a instalar, es muy comn en este aspecto que sirvan de ayuda proyectos previamente realizados en la misma rama, o simplemente mltiples normativas extranjeras para tal fin (IEEE, RCA, AT&T).

La etapa de especificaciones generales se refiere a la establecer por completo las caractersticas (cualitativamente por individual) de todos y cada uno de los elementos que compondrn la instalacin (potencia, voltaje y frecuencia, corrientes nominales y de cortocircuito, factor de potencia, tipo de servicio, etc.).

Los cmputos mtricos, son de una mayscula trascendencia, ya que ellos instituyen el punto de partida para los estudios econmicos de la instalacin elctrica y adems son el sustento de la lista de materiales de la obra, con lo que se nutre la evolucin de la misma.

Los planos son el punto de comienzo y final del proyecto. Hito de comienzo, ya que se deben conocer por completo las obras civiles que se pretenden abastecer de servicio elctrico, para ellos se han de disponer de planos de plantas, cortes, y fachadas. Es comn que se utilicen planos en escalas de 1:50 o 1:100 dependiendo de la envergadura de la obra. En los planos se ha de plasmar gran parte del trabajo del proyectista, como la ubicacin y forma de alimentacin de cada carga, adems de otras informaciones importantes. Para homologar la informacin planteadas en los planos, se regir (al menos en Venezuela) por la NORMA COVENIN 398-84.

Es importante sealar, que los proyectos de instalaciones elctricas, deben ser realizadas por personas que se encuentren capacitadas para tal fin, profesionales en el ejercicio legal de su profesin, adems los planos y especificaciones que componentes en el proyecto de las instalaciones debe estar reglamentada por el CEN, tanto de una obra nueva como de modificaciones y expansiones; esto queda completamente establecido en la SECCIN 90-7a del CEN.

Todos los documentos tcnicos del proyecto tendrn que llevar firma del profesional responsable del proyecto. SECCIN 90-7b, CEN.

OBJETIVO GENERAL: Identificar los principales elementos que conforman una instalacin elctrica

Contenido

Elementos de una Instalacin Elctrica12.0. Introduccin12.1. Estructura Elemental de una Instalacin Elctrica12.2. Elementos de una Instalacin Elctrica22.3. Acometida22.4. Equipos de Medicin e Interruptor principal32.5. Tablero principal32.6. Subtableros y Alimentadores32.7. Circuitos ramales42.8. Canalizaciones Elctricas42.9. Elementos Especiales de una Instalacin Elctrica42.10. Clasificacin de los Circuitos Ramales42.11. Introduccin Al Proyecto de Instalacin Elctrica52.12. Proyecto de una Instalacin Elctrica52.13. Clasificacin de los Proyectos de Instalaciones Elctricas52.14. Requerimientos para la elaboracin de una Proyecto de Instalaciones Elctricas6

FUENTE INSTALACIN CARGA

ELCTRICA

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