REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA EDUCACION I.U.P “SANTIAGO MARIÑO” CABIMAS EDO. ZULIA
INTEGRANTES: HERNAN MONTERO C.I: 18.483.689 ZILENNYS GARCÍA C.I: 18.946.954 ROSANGELA IRIARTE C.I: 19.118.546 EDSITH MILLAN C.I: 16.829.837 JUAN GUTIERREZ C.I: 19.194.116 ESTADISTICA I, SECCION G 18 DE JULIO DEL 2010
1.-
Canalizaciones eléctricas: Se entiende por canalizaciones eléctricas a los dispositivos que se emplean
en las instalaciones eléctricas para contener a los conductores de manera que queden protegidos contra deterioro mecánico y contaminación, y que además protejan a las instalaciones contra incendios por arcos eléctricos que se presentan en condiciones de cortocircuito. Los medios de canalización más comunes en las instalaciones eléctricas son:
- Tubos conduit. - Ductos. - Charolas.
2.-
Componentes eléctricos utilizados en las canalizaciones eléctricas: A continuación se presenta una descripción de los diferentes elementos
componentes de una canalización eléctrica desde el punto de vista físico, de los materiales que se utilizan.
Cajetines: Son pequeñas cajas metálicas o plásticas, de formas rectangulares, cuadradas, octogonales o redondas. Por lo general poseen en forma troquelada orificios con tapas de fácil remoción, para la ubicación de tuberías que serán fijadas con tuercas tipo conector a las paredes del cajetín. También dispone el cajetín en su parte frontal, de dos trozos de lamina en forma de lengüeta, perforadas para facilitar el paso de tornillos que fijaran el puente sujetador del dispositivo interruptor de iluminación, tomacorriente, o bien una tapa ciega que cubra totalmente el cajetín. Las dimensiones de cajetines más comunes, que se consiguen en el mercado de fabricación nacional son las siguientes: Rectangular: 5.086 x 10.172 x 3.81 cm
Octagonal: 10.172 x 10.172 x 3.81 cm Cuadrada: 12.715 x 12.715 x 5.086 cm
Tapas: Las tapas son diseñadas para cubrir o sellar la boca de cajetines o cajas de paso. Las formas de las mismas son diseñadas conforme a las necesidades, de acuerdo al espacio físico, el aspecto estético y el acabado de la instalación eléctrica. Las más comunes son: rectangulares, cuadradas y redondas, ya sean planas o ligeramente abombadas. Existen tipos de tapas de diseño especial, construidas para cubrir tableros y paneles de protección o de maniobra.
Cajas de paso: Las cajas de paso se fabrican con láminas de acero de diferentes espesores, según las normas establecidas en el CODIGO ELECTRICO NACIONAL (NEMA). En esta última, se establece mediante una escala numérica, las características de robustez de cajas y gabinetes para ser utilizados en instalaciones eléctricas. El calibre de la lámina y el acabado de la caja se escogerá conforme al sitio de utilización, ya sea empotrado en paredes, o bien a la vista.
Tuberías: Las tuberías juegan un papel importante en las canalizaciones eléctricas pues dentro de las mismas se alojan los conductores.
Tubos conduit: El tubo conduit es usado para contener y proteger los conductores eléctricos usados en las instalaciones. Estos tubos pueden ser de aluminio, acero o aleaciones especiales. Los tubos de acero a su vez se fabrican en los tipos pesado, semipesado y ligero, distinguiéndose uno de otro por el espesor de la pared.
Tubos conduit de acero pesado: Estos tubos conduit se encuentran en el mercado ya sea en forma galvanizada o bien con recubrimiento negro esmaltado, normalmente en tramos de 3.05 metros de longitud con rosca en ambos extremos. Se usan como conectores para este tipo de tubo los llamados coples, niples (corto y largo), así como niples cerrados o de rosca corrida. El tipo de herramienta que se usa para trabajar en los tubos conduit de pared gruesa es el mismo que se utiliza para tuberías de agua en trabajos de plomería.
Tubos conduit metálico de pared delgada (thin wall): A este tubo se le conoce también como tubo metálico rígido ligero. Su uso es permitido en instalaciones ocultas o visibles, ya sea embebido en concreto o embutido en mampostería en lugares de ambiente seco no expuestos a humedad o ambiente corrosivo. No se recomienda su uso en lugares en los que, durante su instalación o después de ésta, se encuentre expuesto a daños mecánicos. Tampoco debe usarse directamente enterrado o en lugares húmedos, así como en lugares clasificados como peligrosos.
Tubos conduit flexible: En esta designación se conoce al tubo flexible común fabricado con cinta engargolada (en forma helicoidal), sin ningún tipo de recubrimiento. A este tipo de tubo también se le conoce como Greenfield. Se recomienda su uso en lugares secos y donde no se encuentre expuesto a corrosión o daño mecánico. Puede instalarse embutido en muro o ladrillo, así como en ranuras. No se recomienda su aplicación en lugares en los cuales se encuentre directamente enterrado o embebido en concreto. Tampoco se debe utilizar en lugares expuestos a ambientes corrosivos, en caso de tratarse de tubo metálico. Su uso se acentúa en las instalaciones de tipo industrial como último tramo para conexión de motores eléctricos.
Tubos conduit de plástico rígido (pvc):
Este tubo está fabricado de poli cloruro de vinilo (PVC), junto con las tuberías de polietileno se clasifican como tubos conduit no metálicos. Este tubo debe ser auto extinguible, resistente a la compresión, a la humedad y a ciertos agentes químicos. Su uso se permite en: •
Instalaciones ocultas.
•
Instalaciones visibles donde el tubo no se encuentre expuesto a daño mecánico.
•
Ciertos lugares donde se encuentren agentes químicos que no afecten al tubo y a sus accesorios.
Ductos: Estos son otros medios para la canalización de conductores eléctricos. Se usan solamente en las instalaciones eléctricas visibles ya que no pueden montarse embutidos en pared, ni dentro de lazos de concreto. Los ductos se fabrican en lámina de acero acanalada de sección cuadrada o rectangular. Las tapas se montan atornilladas. Su aplicación más común se encuentra en instalaciones industriales y laboratorios. Los conductores se colocan dentro de los ductos en forma similar a los tubos conduit. Pueden utilizarse tanto para circuitos alimentadores como para circuitos derivados. Su uso no está restringido a los que se mencionaron en el párrafo anterior, ya que también pueden emplearse en edificios multifamiliares y oficinas, por ejemplo. La instalación de ductos debe hacerse tomando algunas precauciones, como evitar su cercanía con tuberías transportadoras de agua o cualquier otro fluido. Su uso se restringe para áreas consideradas como peligrosas.
Charolas: En el uso de charolas se tienen aplicaciones parecidas a las de los ductos con algunas limitantes propias de los lugares en los que se hace la instalación. En
cuanto
a
la
utilización
de
charolas
se
dan
las
siguientes
recomendaciones: •
Procurar alinear los conductores de manera que queden siempre en posición relativa en todo el trayecto, especialmente los de grueso calibre.
•
En el caso de tenerse un gran número de conductores delgados, es conveniente
realizar
amarres
a
intervalos
de
1.5
a
2
metros
aproximadamente, procurando colocar etiquetas, procurando colocar etiquetas de identificación cuando se trate de conductores pertenecientes a varios circuitos. En el caso de conductores de grueso calibre, los amarres pueden hacerse cada 2 ó 3 metros.
•
En la fijación de conductores que viajan a través de charolas por trayectorias verticales largas es recomendable que los amarres sean hechos con abrazaderas especiales.
Tanquillas: Es un pequeño recipiente perteneciente a un sistema de canalización subterránea, provisto de una abertura en la cual alcanza un hombre a realizar trabajos de instalación, mantenimiento o desconexión de redes eléctricas. En el caso de tanquillas para alumbrado público (A.P.), suelen ubicarse junto a los postes respectivos, solo podrá el operario introducir los brazos y manos. Las tanquillas suelen construirse con paredes de concreto.
3.-
Dispositivos de protección y maniobra: Un dispositivo de protección es necesario en toda instalación eléctrica para
preservar los equipos e instalaciones eléctricas de posibles fallas que pudieran ocurrir en los equipos mismos, o en otra parte del sistema, incluyendo el de la red de distribución de la compañía de electricidad. Todas las empresas suministradoras de energía eléctrica exigen en sus reglamentos de servicio que el suscriptor instale un dispositivo de protección de sobre corriente adecuado, preferiblemente, termo magnético.
Interruptores: Se define como interruptor el aparato que se utiliza para abrir o cerrar un circuito. En una vivienda y en todo tipo de edificación con instalaciones eléctricas se requiere operar los circuitos por medio de interruptores.
Suelen usarse a nivel residencial interruptores seccionados que se les conoce con el nombre de cuchillas, vienen para 120V y poseen cierta capacidad de corriente según las necesidades. Son fáciles de instalar y operar pues con solo mover la palanca se conecta y se desconecta. En caso de falla por sobre corriente un resorte abre el circuito rápidamente interrumpiendo el servicio.
Interruptores automáticos: Son dispositivos diseñados para operar el circuito en circunstancias anormales de corriente, sin que sufra daño el mismo. El disparo se producirá solamente para un valor determinado de corriente. Existen los interruptores automáticos en dos tipos: electromagnéticos en aire y los termo magnéticos en caja moldeada. Para los electromagnéticos el valor del disparo puede ajustarse a un valor determinado regulando el tiempo en atraso o en forma instantánea conforme a las necesidades y la coordinación que había que hacer con el resto del sistema de protecciones de la instalación. En cambio los termo magnéticos son diseñados para un tiempo fijo de disparo.
Fusibles: Las protecciones fusibles son partes conductoras de cierto metal que con el paso de una determinada corriente, para la cual han sido diseñadas, se funden por exceso de temperatura y abren el circuito. Pueden operar tanto en baja como en alta tensión desde un voltio a mas de 100000V, según las necesidades y con corrientes de miliamperios hasta 6000 Amp, o más. El fusible tiene un tiempo de respuesta mayor que el interruptor automático en casos de cortocircuitos. Para efectuar la reposición de un fusible dañado se requerirá una herramienta aislada que permite enchufar el fusible en su sitio.
Tableros:
Se denomina asi a un panel o grupo de unidades de paneles, diseñados para ensamblaje de un sistema de barras, con interruptores o sin sellos. El tablero podrá estar formado por un gabinete auto soportante o bien en una caja embutida en pared o tabiques. El acceso al mismo será siempre por el frente donde habrá una tapa cubre barras y protecciones, además, una puerta con bisagra que puede o no tener cerradura.
Cuadro de medidores: Un cuadro de medidores por lo general se construye en un sitio donde están agrupados un número determinado de suscriptores, pudiendo ser del tipo residencial, comercial o de oficinas. Este cuadro de distribución podrá estar empotrado en paredes o tabiques o bien en forma de paneles o escaparates superficiales. Contendrá equipos de protección, medidores, barras de fase y neutro.
Puesta a tierra: Se denomina así a la conexión física que se realiza entre las partes no conductoras de un equipo eléctrico y tierra. Esto se realiza con el fin de limitar la tensión en las partes metálicas para evitar que alcance valores peligrosos para la vida de un ser humano. En caso de fallas del aislamiento de un equipo el hecho de conectarlo a tierra, crea un camino de baja impedancia para el drenaje de la corriente. A nivel residencial es obligatorio conectar a tierra todos los equipos electrodomésticos no portátiles tales como: congelador de alimentos, aparatos de aire acondicionado, lavadora de ropa, secadora de ropa, lavaplatos, bombas, equipos de acuario, tableros, etc.
4.-
Conductores eléctricos: Un conductor eléctrico es aquel cuerpo que puesto en contacto con un
cuerpo cargado de electricidad transmite ésta a todos los puntos de su superficie. Los mejores conductores eléctricos son los metales y sus aleaciones. Para el transporte de la energía eléctrica, así como para cualquier instalación de uso
doméstico o industrial, el mejor conductor es la plata pero es muy cara, así que el metal empleado universalmente es el cobre en forma de cables de uno o varios hilos. Alternativamente se emplea el aluminio, metal que si bien tiene una conductividad eléctrica del orden del 60% de la del cobre es, sin embargo, un material mucho más ligero, lo que favorece su empleo en líneas de transmisión de energía eléctrica en las redes de alta tensión. Los principales factores que deben ser considerados en la selección de conductores:
Materiales: Los materiales más usados como conductores eléctricos son el cobre y el aluminio, aunque el primero es superior en características eléctricas y mecánicas (la conductividad del aluminio es aproximadamente un 60% de la del cobre y su resistencia a la tracción es de un 40%), las características de bajo peso y menor costo del aluminio, han dado lugar a un amplio uso tanto para conductores desnudos como aislados.
En el cobre usado en conductores eléctricos, se distinguen tres temples; blando, semiduro y duro; con propiedades algo diferentes, siendo el cobre blando de mayor conductibilidad y el cobre duro el de mayor resistencia mecánica.
Flexibilidad: La flexibilidad de un conductor se logra de dos maneras, recociendo el material para suavizarlo o aumentando el número de hebras que lo forman. La operación de reunir varios conductores se denomina cableado y da lugar a diferentes flexibilidades, de acuerdo con el número de hebras que lo forman, el peso o longitud del torcido de agrupación y el tipo de cable.
Configuraciones:
Los conductores pueden tener varias configuraciones, algunas de ellas se muestran en la figura siguiente:
Distintas formas de conductores.
El conductor circular compacto: en este tipo de conductor, las hebras que lo constituyen tienen diferentes secciones, de modo de aprovechar mejor el espacio. Con esta construcción, se obtiene un conductor de menor diámetro y peso, que un conductor concéntrico, comparando una misma sección de cobre. Esto significa estructuras más livianas en tendidos aéreos o ductos de menor diámetro en tendido subterráneo.
El conductor sectorial: en este tipo de conductor las hebras se agrupan para ocupar un sector circular equivalente a un tercio de circunferencia. Esta forma de construcción se emplea en la fabricación de cables trifásicos.
El cable anular: consiste en alambres trenzados helicoidalmente, en capas concéntricas, sobre un núcleo que puede ser una hélice metálica. Esta construcción disminuye el efecto Skin y por lo tanto la resistencia efectiva.
El conductor segmenta: este conductor está formado por tres o cuatro segmentos, aislados entre sí por una delgada capa de aislante, todo trenzado en conducto. Los segmentos se conectan en paralelo. Con esto se reduce el efecto Skin. El conductor tiene algunas ventajas en el orden dimensional, ya que se consigue una sección menor y más económica que los conductores anulares.
Empalmes de conductores eléctricos: Se define como el punto donde se unen los extremos de dos o más alambres o cables mediante un método apropiado, cuando se efectúa su instalación.
Empalmes termo contraíbles para baja tensión: Para baja tensión se utiliza materiales termo contraíbles, estos pueden proteger y sellar herméticamente el empalme mecánico en forma sencilla. El método se puede utilizar también en terminales para baja tensión; dado que ofrece una gran ventaja con respecto al uso de compuestos y aditivos sellantes, pues en corto tiempo se ejecuta con materiales apropiados dichos empalmes.
Empalmes termo contraíbles rectos y en derivación para alta tensión: Por el método termo contraíble también se puede realizar un empalme en alta tensión hasta 36 KV, sin utilizar compuestos de relleno ni resinas. Este empalme se realiza en forma sencilla, rápida y es posible ponerlo en servicio de inmediato. El procedimiento de instalación es similar al de baja tensión, pues al calentarse el tubo aislante se contrae hasta llegar ajustado al conductor y aislante de los mismos, quedando finalmente un espesor de aislamiento apropiado al requerido.
5.-
Criterios de selección de componentes eléctricos:
Selección de conductores: Para los efectos de diseño en un proyecto de canalizaciones eléctricas residenciales es necesario seleccionar el calibre tipo y características de los conductores eléctricos a utilizar. Respecto al calibre, la selección se realiza cumpliendo previamente con lo siguiente:
Selección del conductor por capacidad de corriente. Selección del conductor por caída de tensión. Selección del conductor por cortocircuito. Selección del conductor por fluctuación de tensión. Selección del conductor neutro y de puesta a tierra.
A nivel residencial los niveles de cortocircuitos son bajos y los conductores que se escogen por capacidad de corriente y caída de tensión, cumplen con las exigencias de cortocircuito. La escogencia del calibre del conductor por cortocircuito se hará conociendo el valor de la corriente de cortocircuito simétrica y el tiempo máximo de la duración del cortocircuito, dato que se obtendrá de las características del dispositivo de protección que despejara la falla.
Para la escogencia del conductor por fluctuación de voltaje, erecto que se nota claramente en la iluminación, será conveniente observar ciertas reglas que harán innecesarios los cálculos respectivos. Estas se indican a continuación:
•
Agrupar siempre las cargas de iluminación y tomacorrientes generales o especiales en circuitos apartes.
•
En caso de áreas grandes a iluminar, prever la instalación de tableros exclusivos para la iluminación.
•
Para el caso de edificios residenciales, se instalara un tablero de servicios
generales
donde
habrá
circuitos
exclusivos
para
iluminación, otros para tomas generales o especiales; y los circuitos que alimenten ascensores y bombas por separado.
Es de hacer notar que el efecto de la fluctuación de voltaje se percibe más en iluminación incandescente que en la descarga. Por ello se recomienda utilizar, en donde no esté contraindicado, luz fluorescente que es menos sensible a las variaciones de tensión.
Selección de tuberías: Una vez determinado el número de conductores, calibre de las fases, neutro, puesta a tierra y tipo de aislante, el siguiente paso será escoger la sección de tubería o bancada requerida para alojarlos. Previamente habrá que definir si se estima dejar espacio de reserva, o tubos de reserva, para futuras ampliaciones o modificaciones en las condiciones de la carga conectada. Cuando resulten conductores por fase, por la magnitud de la carga se recomienda colocar cada tema con su neutro en tubería aparte. Ejemplo de este caso es el de las acometidas de edificios en forma subterránea, donde se podrá utilizar tuberías plásticas.
Finalmente para dimensionar las tuberías el CODIGO ELECTRICO NACIONAL, en el capítulo 9, presenta tablas para seleccionar el diámetro de tuberías en función del conductor a utilizar.
Selección de protecciones: En la generalidad de los casos de instalaciones eléctricas residenciales se emplean tableros de distribución eléctrica por circuitos. Cada uno de ellos dispondrá de interruptores termo magnético, que se podrán operar en forma manual o bien accionaran en caso de cortocircuito. La corriente de diseño nos permitirá seleccionar el conductor y, mediante la capacidad de este, se escogerá la correspondiente a la protección.
Cuando se presenten casos en edificios donde haya subtableros que dependen de otros tableros y estos de un principal, se tendrá especial cuidado en la selección de las protecciones, las cuales deberán estar bien coordinadas, tanto
en su capacidad de corriente, como en la capacidad de interrupción y del tiempo de disparo.
