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CURSO : INSTALACIONES ELECTRICAS

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SEMANA 13: SISTEMAS DE PROTECCION Y CONTROL I. INDICADOR Evalúa proyectos de instalaciones eléctricas a través de un plano y visita de campo, utilizando los niveles recomendados por el Código Nacional de Electricidad UTILIZACION, con ética, deontológica y legal de la profesión. II.

DISEÑO Y SELECCION DE INTERRUPTORES AUTOMATICOS ESQUEMA UNIFILAR, TABLEROS, CIRCUITOS DERIVADOS

2.1 OBSERVACION: La figura muestra un dispositiv o de sobrecorriente sobrecorri ente (interruptor automático) que protege a un circuito monofásico, monofásico, es decir protege al conductor, a los aparatos eléctricos. eléctricos. La sobrecorriente, 40 A, se origina por el consumo de los artefactos eléctricos conectados. Si el conductor instalado fuese de 2.5 mm² de sección, que tiene una capacidad de corriente de 19.5 A, por este conductor pasaría los 40 A, provocaría una sobrecarga en el conductor que da origen al calentamiento de éste e incendio de origen eléctrico. Para que funcione este circuito el conductor debe tener una capacidad de corriente mayor a 40 A, por ejemplo un conductor 10 mm² (46 A de capacidad de corriente) o 16 mm² (61 A de capacidad de corriente); el interruptor para estas condiciones sería de 40/0.8 = 50 A, el conductor adecuado sería 16 mm².

CONDUCTOR DE IDA

CONDUCTOR DE VENIDA, ALAMBRE TW 14 AWG

¿Cuáles son los factores de diseño de los interruptores automáticos? FACTOR 1: SECCION CNE: 070-3000 Máximo Número de Salidas por Circuito (3) Cuando la carga de cada salida es conocida, se permite que el número de salidas sea mayor que 12, en la medida que la corriente total del circuito no exceda el 80% de la capacidad nominal del

dispositivo de sobrecorriente que lo protege. Ejemplo: Según la figura, la carga es conocida, 40 A, entonces la capacidad nominal del dispositivo de sobrecorriente que lo protege (EL INTERRUPTOR AUTOMATICO POR SOBRECARGA) será:

I = 40/0.8 = 50 A. El conductor TW 14 AWG (tabla 1 CNE), tiene una capacidad de corriente de 25 A, el valor de la corriente total del circuito es de 40 A, es mucho mayor que la capacidad de corriente del conductor, este se calienta y se deteriora. Si el interruptor automático es de 16 A, apertura el circuito, en cuanto éste supere este valor. Lo ideal sería. Corriente total del circuito

Icir = 12 A


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Corriente del interruptor interrupt or que lo protege

Iint = 15 A

Corriente del conductor (14 AWG)

Icon= 25 A

FACTOR 2: 050-110 Determinación de Áreas y Previsión Opcional de la Demanda Máxima Total Cuando No Se Dispone de Información. (2) Opcionalmente, en el caso de viviendas unifamiliares o departamentos en edificios de vivienda, cuando no se dispone de información específica sobre las cargas, la demanda máxima total a prever no será inferior a: a: 2

3 000 W, para viviendas de hasta 90 m , según dimensiones interiores. 2

2

5 000 W, para viviendas de más de 90 m hasta 150 m , según dimensiones interiores. 2

2

8 000 W, para viviendas de más de 150 m hasta 200 m , según dimensiones interiores. Esta regla es muy directa. El área total habitable de una vivienda unifamiliar es determinada: (1) Calculando el área del primer piso basada en las dimensiones internas; (2) Calculando el área de los pisos superiores basada en las dimensiones internas; y (3) Si es que la edificación tiene un sótano, calculando el 75% del área del sótano basada en las dimensiones internas. En lugar de que el área sea calculada con las dimensiones internas, también se puede usar el área techada, puesto que es un dato disponible en los planos arquitectónicos. Si consideramos 3000 W, como demanda total en una vivienda familiar, la corriente total del circuito será de: Icir = 3000/(220*0.9) = 15.15 A Entonces : Corriente total del circuito

Icir = 15.15 A

Corriente del interruptor interrupt or que lo protege

Iint = 18.9 A (20 A)

Corriente del conductor (TW 14 AWG)

Icon= 25 A

FACTOR 3: TENER EN CUENTA LA CORRIENTE NOMINAL DE LOS INTERRUPTORES. Se debe tener en cuenta las corrientes nominales de los interruptores automáticos. A continuación se muestra los valores.

Corrientes nominales: 6A, 8 A, 10 A, 13 A, 16 A, 20 A, 25 A, 32 A, 40 A, 50 A, 63 A, 80 A, 100 A y 125 A

Capacidad de corto circuito nominal normalizadas: 1,5 kA; 3 kA; 4,5 kA ; 6 kA; 10 kA FACTOR 4: CNE SECCION 050-108 Espacio en Tableros para Circuitos Derivados (4) En el caso de viviendas unifamiliares o departamentos en edificios de vivienda, donde sea aplicable la Regla 050-110(2) de esta Sección, se debe prever en el tablero el espacio necesario para por los menos, la siguiente cantidad de interruptores automáticos contra sobrecorrientes:


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a) Tres interruptores automáticos contra sobrecorrientes bipolares de 15 A, para carga de hasta 3 000 W, con suministro monofásico. b) Cinco interruptores automáticos contra sobrecorrientes bipolares, de los cuales uno debe ser de 20 A, para cargas mayores a 3 000 W y hasta 5 000 W, con suministro monofásico. c) Siete interruptores automáticos contra sobrecorrientes, de los cuales dos deben ser de 30 A, para cargas mayores de 5 000 W y hasta 8 000 W, con suministro monofásico, o dos tripolares de 15 A con suministro trifásico. d) Donde se corra el neutro se admiten dispositivos de sobrecorriente unipolares sobre los conductores de fase, aunque con la finalidad de elevar el nivel de seguridad durante el proceso de instalación y posterior mantenimiento se debe utilizar preferentemente dispositivos de sobrecorriente automáticos que protejan y corten simultáneamente todos los conductores, incluido el neutro. FACTOR 5: CNE SECCION 050-402 Cantidad de Circuitos Derivados en Unidades de Vivienda Las unidades de vivienda a las que sea aplicable la Regla 050- 110(2) deben contar por lo menos con: (a) Dos circuitos derivados, para unidades de vivienda con carga hasta de 3 kW , uno para alumbrado fijo y otro para tomacorrientes, excepto que se permite que dichos dos circuitos se instalen como ramales principales alimentados, controlados y protegidos por un solo y único interruptor. (b) Dos circuitos derivados, para unidades de vivienda con carga de más de 3 kW y hasta 5 kW; con la excepción de que cuando la unidad de vivienda cuente con tres circuitos o más, se permite que se instalen como ramales principales, con la restricción de la Regla 050-400. (c) Tres circuitos derivados, para unidades de vivienda con carga de más de 5 kW y hasta 8 kW, con la excepción de que cuando la unidad de vivienda cuente con cuatro circuitos o más, se permite que se instalen como ramales principales, con la restricción de la Regla 050-400.

050-400 Ramales Principales en Unidades de Vivienda En las unidades de vivienda a las que es aplicable la Regla 050-110(2), se permite que un interruptor automático instalado en el tablero sirva para la protección de hasta dos y sólo dos ramales principales. En este caso, el interruptor automático debe garantizar la protección de los conductores de cada uno de los ramales principales de manera independiente

FACTOR 6: 050-404 Instalación de Ramales Principales en Unidades de Vivienda Cuando dos circuitos derivados se i nstalen como ramales principales conectándose al mismo interruptor 2 principal, la sección de sus conductores no debe ser mayor de 2,5 mm ; si se requiere una mayor sección para los conductores de un circuito, éstos deben instalarse como circuito derivado, con su propio interruptor de protección y control.

FACTOR 7: 080-104 Capacidad Nominal de Dispositivos de Sobrecorriente La capacidad nominal o el ajuste de los dispositivos de sobrecorriente no debe exceder la capacidad de corriente de los conductores que protegen

FACTOR 8: CNE UTILIZACION 030-002 Sección Mínima de Conductores 2

Todos los conductores deben ser de cobre y no pueden tener una sección menor que 2,5 mm para los circuitos derivados de fuerza y alumbrado y 1,5 mm2 para los circuitos de control de alumbrado; con excepción de cordones flexibles, alambres para equipos; y alambres o cables para circuitos de control.


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Ejemplo: La capacidad de corriente del conductor asilados en canalización A1, circuito monofásico, es de 19.5 A, Entonces :

Corriente total del circuito

Icir = 12.8 A

Corriente del interruptor que lo protege

Iint = 16 A

Corriente del conductor (PVC 2.5 mm²)

Icon= 19.5 A

2.2 EL ESQUEMA UNIFILAR Un esquema unifilar es una representación gráfica de una instalación eléctrica o de parte de ella. El esquema unifilar se distingue de otros tipos de esquemas eléctricos en que el conjunto de conductores de un circuito se representa mediante una única línea, independientemente de la cantidad de dichos conductores. Típicamente el esquema unifilar tiene una estructura de árbol, en él se representa: El nombre del circuito derivado La cantidad de circuitos derivados La cantidad, el tipo y calibre del conductor El diámetro de la tubería

La capacidad del interruptor automático El nivel de tensión. A continuación se muestra un diagrama unifilar de 10 circuitos:

1.

El interruptor general es trifásico de 3x50 A

2.

El alimentador del tablero consta de tres conductores trifásicos unipolares de 16 mm² + un conductor a tierra de 1x6 mm², del tipo TW. En algunos casos para representar un conductor unipolar y de conexión trifásica se emplea se emplea la siguiente designación: 3-1x16 mm²


3.

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El alimentador del tablero se encuentra embutido en una tubería PVC pesada, denominada “PVC-P”, de 25 mm de diámetro. Asimismo las tuberías serán rígidas de PVC (Policloruro de Vinilo) del tipo liviano para los circuitos derivados y del tipo pesado para los alimentadores y subalimentadores, según diámetro indicado en el diagrama unifilar

4. El circuito derivado “C1”, tiene un ITM monofásico de 2x20 A, con dos conductores del tipo TW de 2x4 mm², embutidos en una tubería PVC liviana, denominada “PVC-L”, de 15 mm de diámetro. 5.

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

010-008 Información a los usuarios Toda instalación eléctrica debe contar con un esquema unifilar actualizado cumpliendo con la Norma DGE “Terminología en Electricidad” y la Norma DGE “Símbolos Gráficos en Electricidad”, y normas complementarias; precisando las características técnicas fundamentales de los equipos y materiales eléctricos instalados, así como su plano de emplazamiento y trazado. El esquema unifilar y el plano de emplazamiento y trazado deben ser permanentemente actualizados con las modificaciones o ampliaciones que se efectúen.

010-010 Inspecciones Iniciales y Periódicas de las Instalaciones Eléctricas (1) Las inspecciones iniciales o periódicas deberán ser efectuadas por la Autoridad competente, siendo ésta, cualquier órgano designado por ley, responsable respecto al Código, de su aplicación y cumplimiento. Tales inspecciones deben ser efectuadas por personal calificado, debidamente registrado y acreditado por la respectiva Autoridad competente. (6) Las instalaciones eléctricas en edificaciones para vivienda unifamiliares o multifamiliares y los equipos eléctricos de servicios generales, tales como ascensores, electrobombas, iluminación de pasillos, corredores y escaleras, iluminación de emergencia y otros, deben ser inspeccionadas cada cinco (05) años, por la respectiva Autoridad competente

2.3 CNE SECCION 150-400 Tableros en Unidades de Vivienda (1) Debe instalarse un tablero en cada unidad de vivienda. (2) Todo tablero debe tener un solo suministro, protegido por un dispositivo de protección contra sobrecorrientes en la caja de conexión.

(3) Previo acuerdo, contra posibles riesgos de incendios por fallas a tierra en el cable alimentador, se puede instalar un dispositivo de corriente diferencial. Este dispositivo de corriente diferencial residual debe tener una sensibilidad adecuada y ser del tipo selectivo con ID de 30 mA. (4) En el tablero de la unidad de vivienda se debe instalar un interruptor automático general del tipo termomagnético, dotado de elementos de protección contra sobrecorrientes. Asimismo, cuando se requiera abrir el circuito y que éste quede aislado eléctricamente, se recomienda la instalación de un interruptor de aislamiento o seccionador, aguas arriba del interruptor general.


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(5) Cada circuito derivado, debe estar protegido por un interruptor automático del tipo termomagnético. (6) En el tablero de la unidad de vivienda, se debe instalar al menos un interruptor diferencial general, de 30 mA de sensibilidad, para proteger a las personas contra los riesgos de electrocución, por contacto eléctrico. Este interruptor diferencial puede instalarse con el dispositivo de protección contra sobrecorriente. (7) El interruptor diferencial mencionado en (6) actuará como interruptor de cabecera, en instalaciones de hasta tres circuitos derivados, es decir, de un grupo de hasta tres dispositivos de sobrecorriente mencionados en (5). En este caso el interruptor diferencial se debe instalar aguas abajo del interruptor automático general mencionado en (4). La corriente nominal del interruptor diferencial debe ser igual o mayor que la corriente nominal del interruptor automático general mencionado en (4)

Fig. Esquema unifilar

020-110 Material para Anclajes en Mampostería o Concreto No se permite el empleo de madera u otro material similar como anclaje en la mampostería o concreto, para el apoyo de cualquier equipo eléctrico .

2.4 050-108 Espacio en Tableros para Circuitos Derivados (1) Para una unidad de vivienda unifamiliar se debe proveer suficiente espacio en el tablero, para al menos cuatro interruptores automáticos bipolares contra sobrecorrientes. (2) No obstante la Subregla (1), debe proveerse suficiente espacio en el tablero para dos dispositivos de protección adicionales para futuras ampliaciones. (3) Donde se prevea cocina o equipo trifásico se deben proveer interruptor automático contra sobrecorrientes tripolar.

Fig. Ejemplo de una conexión de un tablero

150-402 Ubicación de Tableros (1) Los tableros no deben ser ubicados en carboneras, armarios de ropa, cuartos de baño, escaleras, ambientes de doble altura, lugares peligrosos, ni en ningún otro lugar poco adecuado. (2) Los tableros en unidades de vivienda se deben ubicar tan alto como sea posible, pero teniendo en cuenta que ninguna manija de dispositivo de protección quede a más de 1,7 m sobre el nivel del piso.

150-404 Señalización de Advertencia y Peligro


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Todos los tableros deben tener señalización de advertencia y peligro claramente visible, de acuerdo a la norma DGE “Símbolos Gráficos en Electricidad”.

CNE SECCION 150-704 Circuitos Derivados en Instalaciones Residenciales (1) Los circuitos derivados de un tablero instalado según los requerimientos de la Regla 150-400, no deben conectarse a salidas o equipos eléctricos de cualquier otra unidad de vivienda. (2) Cada tomacorriente destinado a un congelador debe ser alimentado por un circuito derivado, que no alimente ninguna otra salida, excepto un tomacorriente empotrado, destinado a alimentar a un reloj eléctrico. (7) Debe preverse un circuito derivado independiente para los tomacorrientes instalados en un ambiente de lavandería. (10) Cuando en una vivienda de una o más plantas, se prevea contar con un garaje con puerta eléctrica, se debe proveer un circuito derivado independiente para el equipo correspondiente, y en el mismo se deben conectar los tomacorrientes y artefactos de iluminación instalados en el área de garaje. (11) Cuando se tengan tomacorrientes instalados en una alacena, gabinete o un estante, destinados a alimentar a un horno de microondas, se debe proveer un circuito derivado independiente que no alimente a otras salidas. (12) Cuando una vivienda tenga equipos de aire acondicionado, ya sea de tipo centralizado o equipos individuales para ambientes específicos de la vivienda, debe proveerse para los mi smos uno o más circuitos derivados independientes que no alimenten a otro tipo de electrodomésticos.

150-744 Conexiones de Alimentación para Artefactos (1) Los calentadores eléctricos y artefactos electrodomésticos para cocina deben tener sólo un punto de conexión para su alimentación. (2) Cuando en una unidad de vivienda se instale una secadora eléctrica de ropa, cuyo consumo exceda de 15 A, teniendo en cuenta lo expresado en la Regla 150-702 (2), se debe conectar a través de un interruptor automático o un interruptor provisto con fusibles, instalado adyacente a la misma, y debe proveerse para el equipo un circuito derivado independiente. (3) Para instalarse una secadora eléctrica de ropa en una unidad de vivienda, cuyo consumo no exceda de 15 A, se debe utilizar un cordón eléctrico con enchufe adecuado

150-746 Artefactos Electrodomésticos con Consumos Mayores de 1500 W Cada calentador eléctrico o artefacto electrodoméstico para cocina, cuyo consumo exceda de 1 500 W, debe ser alimentado desde un circuito derivado usado únicamente para ese electrodoméstico. 170-104 Protección del circuito de alumbrado Las luminarias, portalámparas y rieles de alumbrado, no deben ser conectados a circuitos derivados protegidos con dispositivos de sobrecorriente con capacidad nominal o ajustados a más de: (a) 15 A en unidades de vivienda;


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III. PUESTA A TIERRA Y ENLACE EQUIPOTENCIAL 3.1 OBSERVACION, en la siguiente figura se muestra la instalación eléctrica del sistema de puesta a tierra, que se inicia desde la carcasa del equipo eléctrico (computador) hasta una puesta a tierra que se ubica bajo tierra; este camino es un conductor de cobre en el cual circularía una corriente eléctrica siempre y cuando haya una falla en la computadora.

En esta figura se

RED DE DISTRIBUCION SECUNDARIA

muestra los elementos principales de una instalación eléctrica, dentro de los cuales se muestra el circuito de puesta a tierra, consistente en: Pozo de tierra, Electrodo, conductor de puesta a tierra,

borne de tierra y conductor de protección(enlace equipotencial).

3.2 DEFINICION GENERAL Se denomina sistema de puesta a tierra al conjunto de elementos que se implementan en la instalación eléctrica de una vivienda con el propósito de dar una adecuada protección a las personas que la habitan. Los artefactos electrodomésticos que requieren un sistema a tierra son aquellos cuyos enchufes tienen


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tres clavijas o aquellos que en el circuito de los tomacorrientes poseen un tercer cable de color verde o, en algunos casos, verde con una raya amarilla. El sistema de puesta a tierra protegerá todo equipo eléctrico conectado a un tomacorriente y a las personas que manipulan los artefactos de la vivienda de cualquier descarga eléctrica. El sistema de puesta a tierra consiste en instalar un tercer alambre, que va conectado desde un tercer terminal de los tomacorrientes de la vivienda a la bornera de puesta a tierra del tablero, y de este a un electrodo de cobre colocado en un pozo denominado pozo a tierra. Los tomacorrientes que se conectan a este sistema de protección tienen tres orificios: dos son las entradas normales para cualquier enchufe y el tercer orificio es la conexión a tierra. Los enchufes, al igual que los tomacorrientes con puesta a tierra, tienen tres terminales de conexión. En los enchufes puedes identificar tres clavijas. La de tierra generalmente es circular, y las otras dos son planas

3.3 DEFINICIONES DEL CNE UTILIZACION Tierra: Conexión a tierra obtenida a través de un electrodo de puesta a tierra. Puesta a tierra: Camino conductivo permanente y continuo con capacidad suficiente para conducir a tierra cualquier corriente de falla probable que le sea impuesta por diseño, de impedancia suficientemente baja para limitar la elevación de tensión sobre el terreno y facilitar la operación de los dispositivos de protección en el circuito.

Sistema de puesta a tierra: Comprende todos los conductores, conectores, abrazaderas, placas de conexión a tierra o tuberías, y electrodos de puesta a tierra por medio de los cuales una instalación eléctrica es conectada a tierra.

Enlace equipotencial es la conexión de partes conductoras que no llevan corriente, también se le conoce como conductor de protección. 3.4 ELEMENTOS DE UNA PUESTA A TIERRA 1.

Electrodo o varilla de puesta a tierra, de cobre de 5/8” diámetro por 2.40 metros de altura

2.

Conector, de bronce tipo AB, para varilla de 5/8” de diámetro

3.

Conductor de puesta a tierra, 16 mm² , es el conductor que va al tablero

4.

Tapa registro, de c.a.v.

5.

Agregados (tierra de chacra, cemento conductivo, sales químicas)


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EJEMPLO DE ESQUEMA DE PUESTA A TIERRA VERTICAL (referencial) TAPA REGISTRO


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EJEMPLO DE ESQUEMA DE PUESTA A TIERRA HORIZONTAL (referencial)

3.5. PASOS PARA CONSTRUIR UN POZO A TIERRA: 1. En un espacio de la vivienda (patio o jardín) se hace una excavación, una especie de pozo de aproximadamente 1 m de diámetro por 2,50 m de profundidad. 2. Una vez lista la excavación, se coloca el electrodo de cobre de 2 metros de longitud aproximadamente, teniendo cuidado que esté ubicado al centro del pozo. 3. Luego, se echa tierra de cultivo tamizada y limpia, aproximadamente hasta que cubra un metro de la altura total del pozo. 4. Se completa el relleno del pozo con la aplicación de la bentonita entre otros compuestos, como el sulfato de magnesio, sulfato de cobre o compuestos químicos patentados (THOR GEL, GEM, etc.). 5. En la parte de la superficie se recomienda colocar una bóveda con tapa, de tal forma que cubra el pozo a tierra. 6. En el extremo del electrodo que queda en la superficie se conecta el alambre de color verde (tierra) que viene del tercer terminal de los tomacorrientes mediante una abrazadera. La abrazadera debe ser con perno de bronce o latón o de hierro fundido. 7. El alambre a tierra debe estar colocado en un ducto desde sus puntos de origen (tomacorrientes) hasta el pozo a tierra, evitando hacer empalmes. 8. El pozo a tierra debe estar por lo menos a 50 cm de distancia de la pared de la vivienda. El calibre del alambre que se instalará como tierra debe ser un número menor o igual que el de los tomacorrientes. Si el de tomacorriente es 2.5 mm², el de tierra debe ser 2.5 o1.5 mm² El terreno donde se instalará el pozo a tierra debe estar limpio de piedras o basura para asegurar el buen funcionamiento del sistema.


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3.6. CNE UTILIZACION SECCION 060 PUESTA A TIERRA Y ENLACE EQUIPOTENCIAL

060-106 Sistemas de Corriente Alterna (ver Anexo B) (1) Salvo que en otra parte del Código se establezca algo específico, los sistemas de corriente alterna deben ponerse a tierra sí: (a) Al hacerlo, su máxima tensión a tierra no excede de 250 V; o (b) El sistema tiene conductor neutro. (2) Los sistemas de alambrado interior, que son alimentados por redes sin puesta a tierra, deben estar equipados con un dispositivo adecuado que detecte e indique la presencia de una falla a tierra.

CNE U 060-002 Objetivo La PT y el enlace equipotencial sirven para:

(a) Proteger y cuidar la vida e integridad física de las personas, daños a la propiedad, enlazando a tierra las partes metálicas; y (b) Limitar las tensiones en los circuitos cuando queden expuestos a tensiones superiores a su diseño; y (d) Limitar las sobretensiones por descargas atmosféricas; y (e) Facilitar la operación de equipos y sistemas eléctricos.

CNE U 060-402 Enlace equipotencial de Equipos de Instalación Fija - Aspectos Específicos (1) Las partes metálicas expuestas, normalmente no energizadas , de los siguientes tipos de equipos de montaje fijo, deben ser enlazadas a tierra: (a) Estructuras de motores que operan a más de 30 V; y (b) Cajas de equipos de control de motores; y (c) Equipos eléctricos de elevadores y grúas; y (d) Equipos eléctricos en garajes, teatros y estudios de cine, excepto las lámparas colgantes en circuitos de tensión hasta de 250 V de tensión a tierra; y (e) Equipos de proyección de películas; y (f) Letreros luminosos y sus equipos asociados; y (g) Estructuras de generadores de órganos operados eléctricamente, a menos que el generador esté aislado efectivamente de tierra; y (h) Estructura de tableros de interruptores y estructuras de soporte de equipos de interrupción, excepto aquellas que soporten interruptores unipolares de corriente continua y que estén efectivamente aisladas de tierra; y (i) Equipos de Rayos X utilizados en terapia; y (j) Equipos alimentados por circuitos Clase 1 y Clase 2 comprendidos en el alcance de la Sección 090, donde, de acuerdo con lo indicado en las Reglas 060-100 a 060- 114, dichos circuitos requieren puesta a tierra. (k) Equipos de procesamiento de datos. (2) Las pantallas electrostáticas de transformadores deben ser enlazadas a tierra.


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(3) Todas las partes metálicas normalmente no energizadas de los accesorios de iluminación y sus equipos asociados que pueden resultar energizadas, deben ser enlazadas a tierra en los siguientes casos: (a) Cuando están expuestas; o (b) Cuando no están expuestas, pero están en contacto con partes metálicas expuestas.

060-700 Electrodos de Puesta a Tierra (1) Un electrodo de puesta a tierra es: (a) Un sistema de tuberías metálicas de agua que tenga continuidad de conducción eléctrica y que se encuentre enterrada por lo menos a 600 mm bajo el piso terminado, y se extienda no menos de 3 m más allá de los extremos del edificio que recibe alimentación eléctrica; o (b) Un entubado metálico de pozo de agua que no sea menor de 75 mm de diámetro y se extienda al menos 15 m debajo de la cabeza del pozo. (c) Un electrodo artificial de puesta a tierra que cumpla con la Regla 060-702.

060-702 Electrodos Artificiales de Puesta a Tierra (1) Un electrodo artificial de puesta a tierra consiste en un electrodo embutido en concreto, un electrodo de varilla, un electrodo de placa u otro dispositivo similar. (2) Un electrodo embutido en concreto debe estar dentro los 50 mm del fondo de una zapata de cimentación de concreto, que se extienda al menos 600 mm bajo el piso terminado, y que esté en contacto directo con el terreno. Puede utilizarse como electrodo: (a) Un conductor de cobre desnudo de una longitud no menor de 6 m y una sección de acuerdo con lo especificado en la Tabla 44; o (b) Una placa metálica que: (i) Presente una superficie de contacto con el concreto no menor de 0,4 m2; y (ii) Tenga un grosor no menor de 6 mm, si es de hierro o acero, y de 1,5 mm si es un metal no ferroso; y (iii) Presente un medio de unión para sujetarlo al conductor del sistema de puesta a tierra después que el concreto haya sido vaciado. (3) Un electrodo de varilla debe tener las siguientes características: (a) Ser un producto aprobado, de cobre o de acero revestido con cobre (acero-cobre), con diámetro no inferior a 16 mm (o 5/8 pulgada) para electrodos de acero-cobre y 13 mm (o ½ pulgada) para electrodos de cobre; y (b) Tener una longitud no menor de 2 m; y (c) Tener una superficie metálica limpia que no esté cubierta con pintura, esmalte u otro material de baja conductividad; y (d) Alcanzar una profundidad no menor de 2,5 m para cualquiera que sea el tamaño o número de varillas que se utilicen, excepto que: (i) Donde se encuentre roca a una profundidad de 1,2 m o más, la varilla debe alcanzar el fondo de roca, y el resto de la varilla debe ser enterrado sin causar daño, a no menos de 600 mm bajo el piso, en posición horizontal; o (ii) Donde se encuentre roca a una profundidad menor de 1,2 m, la varilla debe ser enterrada por lo menos a 600 mm bajo el piso terminado, en una zanja horizontal.


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(4) Un electrodo de placa debe: (a) Presentar no menos de 0,2 m2 de superficie útil de contacto con el terreno exterior; y (b) Tener no menos de 6 mm de grosor si es de hierro o acero, o de 1,5 mm si es de metal no ferroso; y (c) Ser enterrado al menos a 600 mm bajo el piso terminado. Sección mínima de conductores para electrodos empotrados en concreto

ESQUEMAS DE INTERPRETACION


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CNE U 060-712 Resistencia de Electrodos El valor de la resistencia de la puesta a tierra debe ser tal que, cualquier masa no pueda dar lugar a tensiones de contacto superiores a las permitidas y no debe ser > 25 Ω Cuando un electrodo simple, consistente en una varilla, tubería o placa, tenga una resistencia a tierra mayor de 25 Ω, es necesario instalar un electrodo adicional a una distancia de por lo menos 2 m, o a una distancia equivalente a la longitud del electrodo; o se debe emplear cualquier otro método alternativo.

CONDUCTORES DE PUESTA A TIERRA Y DE ENLACE EQUIPOTENCIAL CNE U 060-802 Material del Conductor de Puesta a Tierra


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El conductor de puesta a tierra de un sistema de alambrado, ya sea que se use o no para conectar a tierra el equipo eléctrico, puede ser desnudo o aislado y debe ser de cobre.

CNE U 060-804 Material para Conductores de Enlace Equipotencial El conductor de protección que enlaza los equipos, las canalizaciones metálicas y cubiertas de los conductores debe ser: (a) De cobre u otro material resistente a la corrosión, aislado o desnudo

CNE U 060-806 Instalación de Conductores del Sistema de Puesta a Tierra (1) El conductor de puesta a tierra de un sistema no debe tener uniones ni empalmes a lo largo de toda su longitud 2

(2) Un conductor de cobre de 16 mm o de mayor sección, el cual estando libre de exposición a daños mecánicos, puede ser colocado a lo largo de la superficie de la estructura de un edificio, sin cubierta metálica o protección, si está rígidamente engrapado a la estructura; si así no fuere, debe instalarse en tubería metálica pesada, tubería metálica eléctrica o cable armado. 2

(3) Cuando el conductor de puesta a tierra sea de 10 mm o menos, debe instalarse en tubería metálica pesada, tubería metálica eléctrica o cable armado. (5) Cuando un conductor de puesta a tierra sea instalado en la misma canalización con otros conductores del sistema al cual está conectado, debe ser aislado, excepto que, cuando la longitud de la canalización entre dos cajas de paso no exceda de 15 m y no contenga más que el equivalente a dos curvas de 90°, puede usarse un conductor sin aislamiento como conductor de puesta a tierra. (6) No obstante los requerimientos de la Subregla (2), un conductor de puesta a tierra de 16 mm2 o de mayor sección puede estar embutido en concreto siempre que los puntos por donde emergen sean ubicados o resguardados de tal forma que no queden expuestos a sufrir daños mecánicos.

060-812 Dimensionamiento del Conductor de Puesta a Tierra para Sistemas de Corriente Alterna La sección del conductor de puesta a tierra debe ser: (a) No menor que aquella dada en la Tabla 17 para un sistema de corriente alterna o para un conductor común de puesta a tierra. Se requiere que el conductor de puesta a tierra para un servicio de corriente alterna, sea lo suficiente como para transportar la corriente de falla más grande que pueda fluir al electrodo de puesta a tierra, y que lo pueda transportar sin sobrecalentar el conductor en el tiempo que toman los dispositivos de sobrecorriente del circuito, para eliminar la falla. Esto requiere un conductor con una capacidad de corriente de aproximadamente la mitad de los conductores del circuito de la acometida, aunque como la resistencia del electrodo a tierra limita la corriente que puede fluir en el conductor de puesta a tierra de los sistemas de baja tensión, no se necesita continuar incrementando la sección del conductor de 2 puesta a tierra sobre los 95 mm de sección de cobre.

060-814 Dimensionamiento del Conductor de Enlace Equipotencial (1) La sección del conductor de enlace equipotencial no debe ser menor que aquellas dadas en la Tabla 16, pero en ningún caso necesita ser mayor que el conductor de mayor sección no puesto a tierra en el circuito. (3) No obstante los requerimientos de la Regla 070-108, cuando los conductores de un circuito se instalan en paralelo, agrupados en cables o en canalizaciones separadas, el conductor de enlace a tierra se puede también instalar en paralelo, pero su sección no debe ser menor que la que resulte de


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dividir la capacidad del dispositivo de sobrecorriente, entre la cantidad de conductores de enlace; y esta sección debe seleccionarse de la Tabla 16 para satisfacer este resultado.

060-818 Conductores de Enlace en Circuitos de Alumbrado Perimétrico (Exterior) Las partes metálicas no accesibles normalmente no energizadas de equipos de iluminación de realce, 2 deben enlazarse a tierra juntas, con un conductor de cobre de 2,5 mm , protegido de daños mecánicos.

CONEXIONES PARA CONDUCTORES DE PUESTA A TIERRA Y DE ENLACE EQUIPOTENCIAL 060-906 Conexión del Conductor de Enlace Equipotencial a Circuitos y Equipos (1) El conductor de enlace equipotencial o el puente de enlace, debe ser fijado a los circuitos, tuberías metálicas pesadas, gabinetes, equipos y similares, por medio de orejas, grapas de conexión a presión u otro medio efectivo y seguro.

060-908 Conexión del Conductor de Puesta a Tierra a los Electrodos de Puesta a Tierra (1) El conductor de puesta a tierra debe fijarse al electrodo de puesta a tierra mediante: (a) Una grapa empernada; o (b) Accesorios para unión de tuberías u otro dispositivo empernado en la tubería o en el empalme de la misma; o (c) Soldadura exotérmica de cobre o soldadura de plata; u (d) Otra manera similar, igualmente efectiva y segura (2) Cuando se utilice una grapa empernada en una ubicación húmeda o directamente enterrada, la grapa debe ser de cobre, bronce o latón, y los pernos deben ser de material similar o de acero inoxidable. Ejemplo: Un alimentador de 400 A, 347/600 V, trifásico de 4 conductores corre en paralelo, consistente 2 en dos corridas de cuatro conductores con aislamiento de PVC de sección de 120 mm ¿Qué sección de conductor de enlace equipotencial se requiere en cada canalización? 1. Valor nominal del dispositivo de sobrecorriente del alimentador: 400 A 2. Capacidad de corriente del dispositivo de sobrecorriente a verse en la Tabla 16: Dispositivo de sobrecorriente del alimentador/número de conductores de enlace equipotencial = 400/2 = 200 A 3. Usando los 200 A de la Tabla 16, el calibre del conductor de enlace equipotencial para cada 2 canalización es de 16 mm de sección de cobr e.


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3.7. CALCULO DE LA RESISTENCIA A TIERRA EN UN LUGAR DESEADO Debe determinarse la resistencia de puesta a tierra en el lugar deseado. La resistividad del terreno( ρ) varía con la profundidad , el tipo y concentración de elementos químicos, el contenido de humedad y la temperatura del terreno. La presencia de agua superficial no indica necesariamente una baja resistividad. La Tabla A2-06 siguiente presenta valores de resistividad referenciales para diferentes tipos de terreno.


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Las fórmulas para el cálculo de la resistencia de puesta a tierra son las siguientes:

Ejemplo. Calcular la resistencia de una puesta a tierra con electrodo vertical y horizontal que tienen una varilla de

5/8” de diámetro y 2.40 metros de largo. a) Las varillas se enterrarán en una tierra de con varilla tierra con arcilla de ligera plasticidad. b) Si las varillas se entierran en una arcilla inorgánica de alta plasticidad, cual es la resistencia de puesta a tierra. c) Explique la diferencia de valores obtenidos SOLUCION: tomamos el promedio de la resistividad ρ = (30+80)/2 = 55 Ω.m -3

El diámetro es de 16 mm, el radio es de 8 mm = 8 x10 m VARILLA VERTICAL


R=

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55 Ω.m (ln 2*2.40 m) = 23.33 Ω -3 2 π 2.40 m 8 x10 m

VARILLA HORIZONTAL, considerando una altura h = 0.60 m. R=

55 Ω.m (ln 2.40 m + ln 2.40 m ) = 23.33 Ω -3 2x0.60 m 2 π 2.40 m 8 x10 m

3.8 PRACTICA DE AUTOCOMPROBACION 1.

Dibuje un esquema de puesta a tierra vertical y consigne sus partes y distancias

2.

Consigne una foto de un conector de puesta a tierra, una varill a de puesta a tierra, un conductor de puesta a tierra

3.

Determine el conductor de enlace de un circuito derivado cuyo dispositivo de protección es 40 A.

4.

Cuál es la capacidad mínima del conductor de puesta a tierra de una instalación eléctrica si el conductor de la acometida tiene una capacidad de 100 A.

5.

Cuáles son los electrodos artificiales de puestas a tierra.

6.

Cuáles son los factores de la resistividad del terreno

7.

Cuál debería ser la resistividad del terreno de la Universidad, explique

8.

Como mediría la resistividad del terreno de la Universidad Nacional del Santa.

9.

Calcule la resistencia de puesta a tierra de la Universidad Nacional del santa para una varilla vertical y/o horizontal

10. Realice la instalación de puesta a tierra en su plano de instalaciones eléctricas.

SEMANA 13.pdf

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