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UTN - FRH INSTALACIONES INDUSTRIALES FUERZA MOTRIZ Determinación de la potencia del transformador 1) Debemos determinar la potencia instalada. La potencia instalada, será la suma de todas las potencias de chapa o nominales de cada equipo conectado a la red. A los efectos de cálculo para la elección de los transformadores, necesitamos conocer la potencia aparente. Esta resulta de afectar a la potencia instalada por los siguientes factores: Factores de carga, factor de simultaneidad y factor de potencia Determinación de la potencia aparente. Se comienza a partir de los consumos de los equipos a instalar. Consumo total = Csecc1 + 2 + . . . + N Ct = N instalada Factor de carga = Potencia real entregada / Potencia máxima entregada. Entonces N disponible = Ni . Fc Factor de Simultaneidad = Pot. Equip. Simult. / Pot. Total de los equipos. Entonces Ns = Nd . Fs También se puede considerar un factor ampliación. Potencia aparente (Nap) Es la potencia que usamos para adoptar el transformador. Para un cos fi = 0.85 Nap = Ns / 0.85 PROTECCION CONTRA SOBRE CARGA Y CORTOCIRCUITO: En el caso de sobrecarga se utilizan interruptores automáticos de potencia de M.T. accionados por relés cuyos valores de corriente y tiempo de disparo pueden ser ajustados en forma independiente. En cuanto a cortocircuito se utilizan fusibles del tipo cartuchos. En estos la fusión del elemento fusible se realiza dentro de un material refractario (arena de cuarzo), para extinguir el fuego que se produce por el arco. En sus extremos esta sellado por dos tapas metálicas con un testigo indicador de fusión. Se emplean también los seccionadores fusibles en los cuales se sujeta el cartucho con unos aisladores cerámicos a un sistema basculante que permite el seccionamiento al caer por su propio peso accionados por una pértiga de fibra. Normalmente la apertura del seccionador pone a tierra los bornes de salida y pueden venir con dispositivos de extinción de arco. PROTECCION CONTRA SOBRE TENSIONES Existen 3 tipos de sobre tensiones. Debido a variaciones bruscas de carga, conexiones o desconexiones de cargas y debido a descargas atmosféricas. Los trafos de deben protegerse tanto internamente como externamente. Se utilizan elementos que en el caso de tensión nominal, se comporta como un circuito abierto, mientras que cuando se produce una sobre tensión, se transforma en conductor y permite el paso de la corriente directamente a tierra. TABLERO GENERAL DE BAJA TENSION De aquí se deriva la alimentación a todos los consumos. Está compuesto por los siguientes elementos. 1) Elementos de medición tales como amperímetros, voltímetros, etc. 2) Interruptor automático de potencia tetra polar. 3) Barras de conexión. 4) Elementos de protección tales como interruptores-seccionadores y fusibles. TABLEROS DE SECCION Se emplea este término para identificar en forma abreviada al conjunto de dispositivos de maniobra y protección de baja tensión de una sección que están dentro de un gabinete. Los mismos deben ser fácilmente identificables, con el símbolo del triangulo y el rayo en su parte frontal con una altura mínima de 40 mm (norma IRAM 100005-1) Debajo de este símbolo deberá indicarse si se trata de un tablero seccional, principal, etc., Todos los detalles constructivos y normas vigentes, pueden encontrarse en la REGLAMENTACION PARA LA EJECUCUION DE INSTALACIONE ELECTRICAS de la AEA 90364 (Asociación Electrotécnica Argentina) Aquí tenemos los elementos de conexión, maniobra, comando, medición, protección, regulación, alarma y señalización. CLASES DE PROTECCION (CODIGO IP) El grado de protección de las carcasas se encuentra normalizado desde 1989, actualmente norma DIN VDE 0470 IP 11 AA El primer número representa el grado de protección contra cuerpos extraños (0-6) El 0 es sin protección, 1 partículas mayores a 50 mm --- y el 6 es estanco al polvo El segundo numero representa el grado de protección contra el agua con efecto perjudicial (0-8) El 0 es sin protección, hasta el 8 que es inmersión permanente. La primera letra representa la protección de personas con objetos peligrosos, manos, dedos, etc. A B C D La segunda letra es complementaria H M S W (equipos de alta tensión, condiciones meteorológicas, etc.) APARATOS DE MANIOBRA : Son aquellos que se utilizan para la conexión y desconexión de circuitos eléctricos. Se puede trabajar con aparatos manuales o automáticos y que trabajen con o sin carga. (No todos los aparatos están preparados para trabajar bajo carga). INTERRUPTOR Normalmente en una instalación tenemos en primer lugar un interruptor principal. Es exigencia de las normas DIN. Otras normas solo requieren de un seccionador. El interruptor es un aparato que permite separar de la red a una maquina eléctrica. (Por ejemplo para realizar tareas de mantenimiento). Cuando hablamos de un interruptor principal, debe permitir establecer, mantener e interrumpir la corriente con todos los equipos conectados, aun cuando existan sobrecargas. Debe soportar también durante un tiempo la corriente de corto circuito. (Determinacion de corriente de cortocircuito. Ver apunte) En caso de un Interruptor Automático, este debe producir el corte en presencia de la corriente de sobre carga o de corto circuito, antes que se produzcan efectos perjudiciales. Los parámetros a tener en cuenta para su selección son los siguientes: Tensión nominal, intensidad nominal, corriente y curva de disparo y frecuencia. La curva de disparo representa la velocidad o el tiempo de actuación en función de la corriente. En la practica la curva es doble, indicando unos márgenes de actuación, por existe la posibilidad de la regulación de corriente.Ver figura 5.2 SECCIONADORES Son elementos solo para maniobra. Es decir permiten separar todas las vías de corriente de un circuito con una indicación confiable de la posición de maniobra que se encuentra. Permiten el accionamiento bajo carga, es decir conectar y desconectar la circulación de corriente eléctrica de todos los equipos en funcionamiento normal. Su accionamiento es en forma manual, entre la posición de conectado y desconectado. Tienen una indicación de la posición de maniobra que recién señala es estado de desconexión cuando los contactos están a una distancia segura, que es la de diseño. Están diseñados de manera que no salte el arco producido por la desconexión. También existen los llamados seccionadores fusible, que además de lo mencionado, permiten la protección contra cortocircuito. Los seccionadores son normalmente los llamados de cuchilla deslizante. (ver fig. 5.5) En el caso de seccionadores fusible, tienen un fusible tipo NH especia CONTACTORES: Son aparatos de conexión con una sola posición de reposo (normalmente contactos principales abiertos) con la posibilidad de operación a distancia, capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales y de sobrecarga. Al conectar a tensión la bonina del contactor se produce una atracción de los contactos móviles debido al flujo magnético Se pueden operar con bobinas de distinta tensiones, independientemente de la tensión de servicio. Características: Numero de contactos (principales y auxiliares) Tipo de corriente Tensión de servicio Tensión de aislamiento Intensidad de servicio Servicio (continuo, temporal, intermitente etc.) Clase (Indica el número de conexiones por hora) Cuando el número de conexiones por hora es muy elevado se recurre al uso de relés estado sólido. APARATOS DE PROTECCION: Son aquellos elementos que tienen la función de proteger la instalación y sus componentes de cualquier falla eléctrica. Todas las instalaciones eléctricas deben estar protejidas contra las siguientes fallas. a) De cumplimiento obligatorio: Contra fallas a tierra Contra contactos directos Contra contactos indirectos Proteccióncontra sobrecorrientes ( sobrecarga y cortocircuito) b) Recomendado: Contra sobretensiones transitorias (descargas atmosféricas, maniobras eléctricas) Sobretensiones permanentes (interrupción de neutro) Protección de subestaciones. Una sobrecarga se produce cuando durante el servicio normal la intensidad de corriente supera los valores normales por un periodo prolongados. La función de la protección contra sobrecarga es la de admitir el servicio normal, pero desconectar antes de superar el tiempo admisible. (Ejemplo Una protección de este tipo no debe actuar durante el arranque de un motor, aunque durante este tiempo se supera ampliamente la corriente admisible) Existen tablas con los valores de corriente y los tiempos de actuación. Para corrientes menores a 63 A se admite corriente de sobrecarga 1.3In durante 1 Hora Para corrientes mayores a 63 A se admite corriente de sobrecarga 1.25In durante 2 Horas. Un Cortocircuito se produce por una falla de aislamiento o una conexión incorrecta. Estos pueden destruir la instalación y poner en riesgo a las personas Generalmente existe un arco voltaico) El cortocircuito produce una una considerable carga térmica en los conductores que dependen del cuadrado de la corriente, mientras dure el mismo. Por ello una protección debe actuar en cuestión de milisegundos. Sobretensiones, pueden ser de origen externo, descargas atmosféricas. La intensidad de corriente de un rayo, alcanza su valor máximo entre 1 y 2 microsegundos, y se reduce a la mitad en unos 50 microsegundos. Producen un frente de onda que se desplaza a la velocidad de la luz. Para ello se utilizan los pararrayos y los descargadores gaseosos o autovávulas. (son elementos que ante una gran tensión el gas que está en su interior se ioniza, y permite el paso directo a tierra, y no hacia la instalación.) De origen interno, debido a maniobras de conexión y desconexión, variaciones bruscas de cargas y sobretensiones de servicio por cargas de transformadores y capacitores. El caso más grave puede ser el caso de rotura de neutro, con el desequilibrio que produce en las instalaciones trifásicas. Ejemplo de Cálculo: Una instalación tetrapolar de 6 mm2. Seleccionar protección termomagnética y fusible. In 21 A Corriente admitida para el conductor 32 A Se debe cumplir que In<= Iprot <= Icond Adoptamos 25A 21<= 25 <= 32 Para el fusible If = 1,6 Iprot = 1.6x25 = 40 A FUSIBLES: Es el elemento que provoca la apertura del circuito en caso de cortocircuito. Funciona por la fusión de un elemento (normalmente cobre o plata) debido al calentamiento cuando circula una corriente elevada. En este caso, se busca que tenga una pronta respuesta, dado que la corriente de cortocircuito puede ser muy elevada, y se debe interrumpir el circuito, para evitar severos daños. Constan de una caja porta fusibles con sus respectivos bornes y el elemento fusible propiamente dicho rodeado por una arena de sílice que tiene la función de extinguir el arco y condensar los vapores metálicos que se produce durante la fusión. Pueden tener un indicador de fusión. SELECTIVIDAD DE LAS PROTECCIONES Se dice que existe selectividad entre 2 dispositivos de protección, si al producirse un defecto, se desconecta el dispositivo situado más cerca al desperfecto, no afectando a la protección del escalón superior. (aguas arriba). Selectividad en sobre carga: Se dice que hay selectividad en sobrecarga, si la corriente de actuación del fusible es superior a la del interruptor termo magnético. Selectividad en cortocircuito: Se dice que hay selectividad en cortocircuito, si la corriente de cortocircuito, es inferior a la corriente de fusión del fusible. (en un tiempo de 10 mS) ……………………………………………………………………………………………………………………… Fusibles Ultrarrápidos Tipo NH Para Corrientes desde 6 a 1250 A, Tensión 500 V ca/ 250 V cc, según Normas IEC 269 & VDE 0636, dimensiones de acuerdo con DIN 43 620. Acción aR/gR para protección de semiconductores, tamaños de cuerpo 00, 01, 02, 03 y 04 con indicación de fusión y soporte para micro contacto, conexión a cuchilla. Capacidad de interrupción: 100 kA a 500V ca NH corresponde a las iniciales de Niederspannungs Hochleitungs que en alemán significan Baja Tensión y Alta Capacidad de Interrupción, de acuerdo con la Norma IEC 269. Los fusibles son montados con elementos de alta conductibilidad eléctrica con tratamiento superficial de plata, el cuerpo cerámico es de esteatite que le confiere gran resistencia frente a los esfuerzos mecánicos y térmicos que ocurren durante las sobrecorrientes. Los fusibles son rellenos con arena de cuarzo de alta pureza química y de distribución granulométrica uniforme, para lograr controlar el calor durante el proceso de extinción del arco. Fusibles para alta tensión Tipo NH Fusibles para alta tensión según Normas DIN o British, desde 2,3 a 36 KV, para protección de Líneas, Transformadores, Motores o Capacitores. Fusibles para alta tensión Tipo NH Tensión Nominal KV Corriente Nominal A Dimensiones en mm Largo Cuerpo 2,3 - 3,6 0,5 hasta 400 192 50 hasta 85 2,3 - 3,6 - 7,2 0,5 hasta 400 292 50 hasta 85 2,3 - 3,6 - 7,2 - 13,2 0,5 hasta 400 367 50 hasta 85 http://www.dinatecnica.com.ar/fusibles/productos_rapido.htm http://www.dinatecnica.com.ar/fusibles/productos_altatension.htm http://www.dinatecnica.com.ar/fusibles/productos_rapido.htm http://www.dinatecnica.com.ar/fusibles/productos_altatension.htm 2,3 - 3,6 - 7,2 - 13,2 - 17,5 0,5 hasta 400 442 50 hasta 85 24 - 36 0,5 hasta 100 537 50/75 Base Porta Fusible Tipo NH En tamaños T00 hasta 125A, T01 hasta 250A, T02 hasta 400A, T03 hasta 630A y Tripolar T00 hasta 125A. Es el elemento que permite la correcta conexión del fusible al circuito, haciendo que este desarrolle plenamente su capacidad de funcionamiento. Las condiciones que debe cumplir una base están referidas a su resistencia a temperaturas altas, autoextinción de llama, capacidad dieléctrica y resistencia mecánica a los esfuerzos desarrollados por los bulones de fijación. Por estas razones, es importante instalar cada fusible en la base que le corresponde por su diseño. Empuñadura Extractora de Fusible NH Herramienta segura para la extracción del fusible NH de su base y evitar peligros de electrocución. CLASIFICACIÓN DE FUSIBLES SEGÚN ELTIPO DE USO: Las clasificación está dada por dos letras, la primera minúscula y la segunda mayúscula (Ej. gL gG aM aR gR etc.). La primera letra indica una banda de actuación del fusible, definida de la siguiente forma de acuerdo con la Norma IEC 60269-1: “g”: fusible limitador de corriente, actúa tanto en presencia de corrientes de cortocircuito como en sobrecarga. “a”: fusible limitador de corriente, actúa solamente en presencia de corrientes de cortocircuito. No actúa en situaciones de sobrecarga (no es provisto del punto M de fusión). En la figura 1 se muestran las curvas características tiempo-corriente de dos fusibles de amperajes diferentes, siendo uno del tipo gR y otro del tipo aR. La segunda letra indica el tipo de circuito a ser protegido. Siguiendo esta lista se dan algunas de las aplicaciones más comunes: “G”: fusible para protección de circuitos de uso general. “L”: fusible para protección específica de líneas. Debido a la semejanza de características con el fusible tipo “G”, la Norma IEC 60269-1 no hace mucha distinción entre los dos, dando énfasis solamente a este último. “M”: fusible para protección específica de circuitos de motores. ”R”: fusible de actuación rápida o ultra-rápida para protección de circuitos con semiconductores de potencia. http://www.dinatecnica.com.ar/fusibles/productos_micro.htm http://www.dinatecnica.com.ar/fusibles/productos_unipolar.htm http://www.dinatecnica.com.ar/fusibles/productos_micro.htm http://www.dinatecnica.com.ar/fusibles/productos_unipolar.htm CLASIFICACIÓNDE LOS FUSIBLES SEGÚN SU TIPO DE ACTUACIÓN: FUSIBLES DE ACCIÓN RETARDADA: Las características de los fusibles de acción retardada, así como las curvas tiempo-corriente, valores de corrientes nominales, máxima potencia disipada (en watts) permitida, etc., son fijadas por la Norma IEC 60269-1. Los valores de corriente de corte para diferentes valores de corriente estimada de cortocircuito son determinados por el fabricante. La figura 2 muestra las características tiempo-corriente de fusibles de acción retardada tipo “gG”. Los valores de máxima potencia disipada permitida para fusibles tipo “gG” están relacionados en la tabla 1. Para medir la pérdida en watts de un fusible se lo debe someter a la corriente nominal y medir la potencia disipada entre los extremos de las cuchillas. Los más utilizados son los gL y gG para corrientes de fusión de 20 veces In Seccionadores Fusibles Bajo Carga Serie 9 Unipolares / Bipolares / Tripolares / Tetrapolares 160 a 1600 Amp. CLASES DE CORTOCIRCUITO En una red trifásica existen 3 clases de cortocircuito. a) Entre las 3 fases b) Entre 2 fases c) Entre fase y neutro o tierra. CLASES DE SERVICIO PARA MOTORES TRIFASICOS Existen 9 clases S1…S9 S1 Servicio permanente. En este servicio la carga es constante durante un tiempo suficientemente largo como para alcanzar el equilibrio térmico. S2 Servicio temporario. La carga es constante pero no se alcanza el equilibrio térmico y la pausa no dura lo suficiente para que se alcance la temperatura ambiente. S3 Servicio intermitente. Es un servicio compuesto por ciclo idénticos formado por un periodo de carga constante y por una pausa. S4 Servicio intermitente periódico con influencia en el proceso de arranque. S5 Idem con frenado eléctrico. S6 Servicio periódico ininterrumpido. S7 Idem con frenado eléctrico. S8 Servicio ininterrumpido periódico con cambio de la carga y de la velocidad de rotación. S9 Servicio ininterrumpido con cambio no periódico de la carga y de la velocidad de rotación. FACTOR ED Es el factor que determina la relación entre el tiempo de servicio y la duración del ciclo en porciento. ED%= Ts *100 Ts + Tdesc. CLASES DE AISLANTES: (Tomando una T. ambiente de 40°c)el motor Siendo el motor de inducción una máquina robusta y de construcción simple, su vida útil depende casi exclusivamente de la vida útil de la aislación de los bobinados. Esta es afectada por muchos factores como humedad, vibraciones, ambientes corrosivos y otros. Entre todos los factores, el más importante es, sin duda, la temperatura de trabajo de los materiales aislantes empleados. Un aumento de 8 a 10 grados en la temperatura del aislante reduce su vida útil a la mitad. Cuando hablamos de disminución de la vida útil del motor no nos referimos a las temperaturas elevadas cuando el aislante se quema y el bobinado es destruido repentinamente. La vida útil de la aislación (en términos de la temperatura de trabajo, bien por debajo de aquella en que el material se quema) se refiere al envejecimiento gradual del aislante, que se va resecando, perdiendo el poder aislante, hasta que no soporte más la tensión aplicada y produzca el cortocircuito. La experiencia muestra que la aislación tiene una duración prácticamente ilimitada si su temperatura se mantiene debajo de un cierto límite. Encima de este valor, la vida útil de la aislación se vuelve cada vez más corta, a medida que la temperatura de trabajo es más alta. Este límite de temperatura es mucho más bajo que la temperatura de "quemado" del aislante y depende del tipo de material empleado. Esta limitación de temperatura se refiere al punto más caliente de la aislación y no necesariamente a todo el bobinado. Evidentemente, basta un punto débil en el interior de la bobina para que el bobinado quede inutilizado. Como fue visto arriba, el límite de temperatura depende del tipo de material empleado. Para fines de normalización, los materiales aislantes y los sistemas de aislación (cada uno formado por la combinación de varios materiales) son agrupados en clases de aislación, cada una definida por el respectivo límite de temperatura, o sea, por la mayor temperatura que el material puede soportar continuamente sin que sea afectada su vida útil. Las clases de aislación utilizadas en máquinas eléctricas y los respectivos límites de temperatura según IEC 34-1 son las siguientes: Clase Y (90 °C) Clase A (105 °C Clase E (120°C) Clase B (130 °C) Clase F (155 °C) Clase H (180 °C) Clase C (+ de 180 °C) Las clases B y F son las más utilizadas en motores normales. La Comisión Electrotécnica Internacional (CEI o IEC, por sus siglas del idioma inglés International Electrotechnical Commission) es una organización de normalización en los campos eléctrico, electrónico y tecnologías relacionadas. Numerosas normas se desarrollan conjuntamente con la ISO (normas ISO/IEC). La CEI, fundada en 1904 durante el Congreso Eléctrico Internacional de San Luis (EEUU), y cuyo primer presidente fue Lord Kelvin, tenía su sede en Londres hasta que en 1948 se trasladó a Ginebra. Integrada por los organismos nacionales de normalización, en las áreas indicadas, de los países miembros, en 2003 pertenecían a la CEI más de 60 países. A la CEI se le debe el desarrollo y difusión de los estándares para algunas unidades de medida, particularmente el gauss, hercio y weber; así como la primera propuesta de un sistema de unidades estándar, el sistema Giorgi, que con el tiempo se convertiría en el sistema internacional de unidades. En 1938, el organismo publicó el primer diccionario internacional (International Electrotechnical Vocabulary) con el propósito de unificar la terminología eléctrica, esfuerzo que se ha mantenido durante el transcurso del tiempo, siendo el Vocabulario Electrotécnico Internacional un importante referente para las empresas del sector. MANIOBRA Y PROTECCION DE MOTORES El sistema de arranque de cada motor de la instalación tendrá que asegurar que las perturbaciones propias del arranque, no afecten a otros equipos conectados. La instalación se debe diseñar de manera que permitan limitar las perturbaciones eléctricas por medio de la correcta elección de la sección del conductor y los métodos de protección y arranque. Siempre se debe instalar los elementos de protección contar sobrecarga y cortocircuito. También se debe instalar algún elemento que permita detectar la falta de fase. Cuando estamos en presencia de convertidores de frecuencia, no tenemos el problema del arranque y tenemos todas las protecciones necesarias, en cuanto a las corrientes, falta de fase, arranque suave con 150 % de la cupla nominal etc. CALCULO DE UN ALIMENTADOR PARA UNA LINEA DE MOTORES: Cuando desde un tablero esté prevista la alimentación de un grupo de motores, el conductor deberá estar dimensionado para una intensidad igual a la suma de (1.25 de la intensidad del motor más grande + la intensidad nominal de todos los demás motores con un factor de simultaneidad del 100%, teniendo en cuenta el factor de carga entre 0 y 1) Idim = 1.25 In + Sumatoria In * fact. de carga. CÁLCULO DE LA SECCIÓN DE CONDUCTORES http://es.wikipedia.org/wiki/Normalizaci%C3%B3n http://es.wikipedia.org/wiki/Electricidad http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nica http://es.wikipedia.org/wiki/Norma http://es.wikipedia.org/wiki/ISO http://es.wikipedia.org/wiki/1904 http://es.wikipedia.org/wiki/Lord_Kelvin http://es.wikipedia.org/wiki/Londres http://es.wikipedia.org/wiki/1948 http://es.wikipedia.org/wiki/Ginebra_(ciudad) http://es.wikipedia.org/wiki/2003 http://es.wikipedia.org/wiki/Gauss_(unidad_electromagn%C3%A9tica) http://es.wikipedia.org/wiki/Hercio http://es.wikipedia.org/wiki/Weber http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_unidades http://es.wikipedia.org/wiki/Giovanni_Giorgi http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_internacional_de_unidadeshttp://es.wikipedia.org/wiki/1938 Los conductores que unen la salida de un circuito de distribución con el receptor son uno de los elementos que deben ser protegidos contra cortocircuitos. Los criterios a tener en cuenta para su dimensionado son: • Tensión nominal • Cálculo térmico • Verificación de la caída de tensión • Verificación al cortocircuito Tensión nominal Es el valor que define el aislamiento. Se deberá cumplir en todo momento que su tensión nominal sea superior, o a lo sumo igual a la tensión de servicio existente en la instalación. ( Un ≥ Us, ). Los conductores para las instalaciones eléctricas de baja tensión son diseñados para tensiones de servicio de 1,1 KV. En caso de tener que constatar el estado de elementos existentes, el nivel de aislamiento a alcanzar no deberá ser inferior a los 1000 Ω por cada Volt de tensión aplicada por el instrumento de medición. Cálculo térmico Será el que determine en principio la sección del conductor. El valor eficaz de la intensidad de corriente nominal del circuito no tendrá que ocasionar un incremento de temperatura superior a la especificada para cada tipo de cable. Para los conductores aislados y sin envoltura de protección, la norma IRAM 2183 refiere las intensidades máximas admisibles para cables instalados en cañerías, servicio contínuo, con temperaturas límites de 40°C para el ambiente, 70°C en el conductor y 160°C en caso de cortocircuito, tal como se muestra en la tabla siguiente: Sección del conductor de cobre según IRAM 2183 Corriente máxima admisible S (mm2) I ( A ) 1 9,6 1,5 13 2,5 18 4 24 6 31 10 43 16 59 25 77 35 96 50 116 70 148 De acuerdo con las condiciones de la instalación estos valores son susceptibles de modificaciones. Si se colocasen de 4 a 6 conductores activos dentro de una misma canalización, los valores indicados en la tabla deberán multiplicarse por 0,8, mientras que si son instalados entre 7 y 9 conductores activos el factor de corrección será de 0,7. En caso que la temperatura ambiente no coincida con los 40°C especificados en la norma, las intensidades máximas admisibles se verán afectadas mediante factores de corrección por temperatura, tal como a continuación se señala: Temperatura ambiente hasta Factor de corrección T (°C ) K (Fc) 25 1,33 30 1,22 35 1,13 40 1 45 0,86 50 0,72 55 0,5 Cuando se trabaje con cables aislados y con envoltura de protección (llamados comúnmente subterráneos), es de aplicación la norma IRAM 2220, que determina las intensidades máximas admisibles en servicio permanente. Sección nominal de los conductores Colocación al aire libre Para 3 cables unipolares separados un diámetro o un cable multipolar, colocados sobre bandejas. T°amb 40°C Colocación directamente enterrada. Terreno normal seco para t° de 25°C. Profundidad de instalación 70 cm Unipolar Bipolar Tetra y tripolar Unipolar Bipolar Tetra y tripolar mm2 A A A A A A 1,5 25 22 17 32 32 27 2,5 35 32 24 45 45 38 4 47 40 32 58 58 48 6 61 52 43 73 73 62 10 79 65 56 93 93 79 16 112 85 74 124 124 103 25 139 109 97 158 158 132 De utilizarse cables con aislamiento de goma tipo EPR (IRAM 2262) o polietileno reticulado (IRAM2261), los que permitan desarrollar temperaturas de 90°C en servicio y de 250°C en caso de cortocircuito, los valores de las intensidades de corriente admisible resultarán hasta un 15 % superior a los precedentes.. Las normas IRAM y los fabricantes indican claramente todas las consideraciones a tener en cuenta para la determinación de la sección del cable en cualquier tipo de instalación. Verificación de la caída de tensión Elegido el tipo y la sección Sc de los conductores por la corriente de carga, su modo de instalación y temperatura ambiente, es necesario realizar dos verificaciones. De no cumplirse alguna de ellas, se optará por la sección inmediata superior y se vuelve a verificar hasta que ambas se cumplan. La verificación de la caída de tensión considera la diferencia de tensión entre los extremos del conductor, calculada en base a la corriente absorbida por todos los elementos conectados al mismo y susceptibles de funcionar simultáneamente. Se deberá cumplir que no supere la carga máxima admisible por la carga, de acuerdo con: ΔU = ΔUadm Como valores tentativos de caída de tensión admisible se puede tomar: Circuitos de iluminación: ΔUadm = 3 % Circuitos de fuerza motriz: ΔUadm = 5 % ( en régimen) ΔUadm = 15 % ( en arranque ) Cabe señalar la conveniencia de consultar con los fabricantes de los equipos a instalar, con el fin de determinar exactamente los valores límite de la caída de tensión para su correcto funcionamiento. Para su cálculo debe aplicarse la siguiente expresión : ΔU(%)= K.In.L .( r.cosϕ + x.senϕ ) . 100/U Donde: ΔU= caída de tensión expresada en Volt K= constante referida al tipo de alimentación (de valor igual a 2 para sistemas monofásicos y 1 para trifásicos In= corriente nominal de la instalación L=longitud del conductor en Km R = resistencia del conductor en Ω/Km X = reactancia del conductor en Ω/Km ϕ = ángulo de fase de la impedancia de carga Verificación al cortocircuito Se realiza para determinar la máxima solicitación térmica a que se ve expuesto el conductor durante la evolución de corrientes de breve duración o cortocircuitos. Existirá entonces, una sección mínima S que será función del valor de la potencia de cortocircuito en el punto de alimentación, el tipo de conductor evaluado y su protección automática asociada. En esta verificación se deberá cumplir con: S = Sc Siendo Sc la sección calculada térmicamente y verificada por caída de tensión. El cálculo de esta sección mínima está dado por : √ Siendo: S = Sección mínima del conductor en mm2 que soporta el cortocircuito. Icc = Valor eficaz de la corriente de cortocircuito en Amper T = Tiempo de actuación de la protección en segundos. K = Constante que contempla el tipo de conductor sus temperaturas máximas de servicio y la alcanzada al finalizar el cortocircuito previstas por la norma: K = 114 para conductores de cobre aislados en PVC. K = 74 para conductores de aluminio aislados en PVC. K = 142 para conductores de cobre tipo XLP y EPR K = ídem para el aluminio Si la S que verifica el cortocircuito es menor que la Sc, se adopta esta última. En caso contrario, se deberá incrementar la sección del cable y volver a realizar la verificación hasta que se compruebe S = Sc. UPS (Uninterruptible Power Supply - Sistema de alimentación ininterrumpida). Un UPS es una fuente de suministro eléctrico que posee una batería con el fin de seguir dando energía a un dispositivo en el caso de interrupción eléctrica. Los UPS son llamados en español SAI (Sistema de alimentación ininterrumpida). Los UPS suelen conectarse a la alimentación de las computadoras, permitiendo usarlas varios minutos en el caso de que se produzca un corte eléctrico. Algunos UPS también ofrecen aplicaciones que se encargan de realizar ciertos procedimientos automáticamente para los casos en que el usuario no esté y se corte el suministro eléctrico. Tipos de UPS http://www.alegsa.com.ar/Dic/sai.php http://www.alegsa.com.ar/Dic/computadora.php * SPS (standby power systems) u off-line: un SPS se encarga de monitorear la entrada de energía, cambiando a la batería apenas detecta problemas en el suministro eléctrico. Ese pequeño cambio de origen de la energía puede tomar algunos milisegundos. Más información en: UPS off-line. * UPS on-line: un UPS on-line, evita esos milisegundos sin energía al producirse un corte eléctrico, pues provee alimentación constante desde su batería y no de forma directa. ElUPS on-line tiene una variante llamada by-pass. Más información en: UPS on-line. Componentes típicos de los UPS * Rectificador: rectifica la corriente alterna de entrada, proveyendo corriente continua para cargar la batería. Desde la batería se alimenta el inversor que nuevamente convierte la corriente en alterna. Cuando se descarga la batería, ésta se vuelve a cargar en un lapso de 8 a 10 horas, por este motivo la capacidad del cargador debe ser proporcional al tamaño de la batería necesaria. * Batería: se encarga de suministrar la energía en caso de interrupción de la corriente eléctrica. Su capacidad, que se mide en Amperes Hora, depende de su autonomía (cantidad de tiempo que puede proveer energía sin alimentación). * Inversor: transforma la corriente continua en corriente alterna, la cual alimenta los dispositivos conectados a la salida del UPS. * Conmutador (By-Pass) de dos posiciones, que permite conectar la salida con la entrada del UPS (By Pass) o con la salida del inversor. La Asociación Norteamericana de Manufacturas Eléctricas (NEMA) Es la asociación de comercio más grande en los Estados Unidos, la cual representa los intereses de los fabricantes de la industria eléctrica, y cuyo objetivo es establecer una estandarización. Fue fundada en 1926 y sus oficinas principales se encuentran cerca de Washington, DC. Sus miembros son compañías fabricantes de productos eléctricos utilizados en las áreas de transmisión, generación, distribución, control e incluso del consumo mismo de la energía eléctrica, quienes se enorgullecen por desarrollar y fabricar productos líderes, de calidad mundial y confiabilidad. Las especificaciones NEMA se estandarizaron y son obligatorias para cada "tamaño". Historia de la NEMA Nema, creada en el año 1926 por la fusión del club de la energía eléctrica y de los fabricantes asociados de generadores de energía eléctrica de Estados Unidos, proporciona un foro para la estandarización del equipo eléctrico y permitir a los consumidores seleccionar una gama eficaz y productos eléctricos compatibles. La organización también ha hecho numerosas contribuciones a la industria eléctrica ayudando al desarrollo del orden público y funcionando como agencia confidencial central para recolectar, compilar, y analizar estadísticas del mercado y datos de la economía. La misión de NEMA El objetivo fundamental de NEMA es promover la competitividad de sus compañías socias, proporcionando servicios de calidad que impactarán positivamente en las normas, regulaciones gubernamentales, y economía de mercado, siendo posible todo esto a través de: Liderazgo en el desarrollo de las normas y protección de posiciones técnicas que favorezcan los intereses de la industria y de los usuarios de los productos. Trabajo contínuo para asegurar que la legislación y regulaciones del gobierno relacionados con los productos y operaciones sean competentes con las necesidades de la industria. http://www.alegsa.com.ar/Dic/ups%20off-line.php http://www.alegsa.com.ar/Dic/ups%20on-line%20modo%20bypass.php http://www.alegsa.com.ar/Dic/ups%20on-line.php Estudio del mercado y de la industria, a través de la recopilación, análisis y difusión de datos. Promoción de la seguridad de los productos eléctricos, en su diseño, fabricación y utilización. Información sobre los mercados y la industria a los medios de comunicación y a otros interesados. Apoyo a los intereses de la industria en tecnologías nuevas y a su desarrollo. Sobre las normas de la NEMA Una norma de la NEMA define un producto, proceso o procedimiento con referencia a las siguientes características: Nomenclatura Composición Construcción Dimensiones Tolerancias Seguridad Características operacionales Performance Alcances Prueba Servicio para el cual es diseñado. Es creencia de la NEMA que las normas juegan un papel fundamental en el diseño, producción y distribución de los productos destinados al comercio nacional e internacional. Las normas técnicas actualizadas benefician al usuario, como así también al fabricante, mejoran la seguridad, reducen los costos en la fabricación del producto, y eliminan malentendidos entre fabricantes y clientes, asistiendo al comprador en la selección y obtención de un producto para cada necesidad en particular. Principio de funcionamiento de un disyuntor Características Se ha determinado que el cuerpo humano tiene una resistencia que va de 700 a 1000 ohms. De esta manera sabiendo que la máxima corriente que puede soportar el hombre antes de que su corazón entre en fibrilación, es de 30 mA, podemos decir que el umbral de riesgo, son 24 volts. El detalle constructivo de los interruptores diferenciales está determinado esencialmente por tres partes funcionales: Transformador sumador de corriente de defecto. Disparador para transformar la magnitud eléctrica medida en un disparo mecánico. El cerrojo de maniobra de los contactos. El transformador sumador abraza a todos los conductores necesarios para el suministro de la energía eléctrica, dado el caso también al conductor neutro. En una instalación sin fallas las corrientes magnetizantes de los conductores que atraviesan el transformador se anulan ya que, de acuerdo a la ley de Kirchhoff, la suma de todas las corrientes resulta ser cero. No se mantiene ningún campo magnético residual que pueda inducir una tensión en el bobinado secundario. Por el contrario, cuando por causa de una falla de aislamiento circula una corriente de defecto, se perturba el equilibrio y queda como resultado un campo magnético residual en el núcleo del transformador. Por ello se genera en el bobinado secundario una tensión que, a través de un disparador y el cerrojo de maniobra, desconecta el circuito afectado con la falla de aislación. Este principio de disparo opera independientemente de la tensión de red o de una fuente auxiliar. Esto también es condición para el elevado nivel de protección que brindan los interruptores diferenciales de acuerdo a la norma IEC/EN 61 008 (VDE 0664). Sólo de esa manera se asegura que se mantiene todo el efecto de la protección con el interruptor diferencial, aún en fallas de la red, por ejemplo: un corte del conductor de fase o del neutro. PULSADOR DE PRUEBA La disponibilidad del interruptor diferencial se puede controlar mediante un pulsador de prueba, con el cual se equipa a cada interruptor diferencial. Al accionar este pulsador se genera artificialmente una corriente de defecto y el interruptor diferencial se debe disparar. Es recomendable verificar la capacidad funcional en la puesta en servicio de la instalación y luego en períodos regulares, regulares, aproximadamente cada medio año. Además se deben tener en cuenta los plazos de pruebas establecidos en las normas o disposiciones (por ejemplo aquellas destinadas a la prevención de accidentes). La tensión de servicio mínima requerida para el funcionamiento del dispositivo de prueba es de 100 VCA (series constructivas 5SM). En tanto que los aparatos con corrientes de descarga de servicio de sensibilidad menor a 30 mA ofrecen una protección ante contactos indirectos, se alcanza una protección amplia adicional contra contactos directos involuntarios de partes activas, con el empleo de interruptores diferenciales de 30 mA. La figura superior muestra los rangos de intensidad de corriente de defecto junto con las reacciones fisiológicas en el cuerpo humano con la circulación de la corriente mencionada. Son peligrosos los valores de corriente y de tiempo en la zona 4, ya que originan la fibrilación ventricular, que puede ocasionar la muerte de la persona afectada. También están marcados los rangos de disparo de los interruptores diferenciales con corriente de descarga de 10 mA y 30 mA. El tiempo de disparo es en promedio entre 10 y 30 ms. Siendo el tiempo admisible de máximo 0,3 s (300 ms) de acuerdo a las normas VDE 0664, EN 61 008 ó IEC 61 008,respectivamente. Los interruptores diferenciales con corriente de descarga de 10 mA y 30 mA ofrecen una protección confiable cuando por contacto directo involuntario de partes activas fluye una corriente por el cuerpo humano. Este efecto de protección no se alcanza con ninguna otra medida comparable de protección contra contacto indirecto. En todos los casos cuando se utiliza una protección diferencial se debe conectar un conductor de puesta a tierra a las partes de la instalación y a los aparatos a proteger. De esa manera, solo podrá circular una corriente por una persona, cuando existan dos fallas simultáneas o cuando se produce un contacto involuntario con partes activas. Para el análisis de un accidente se debe considerar el caso más desfavorable, que la resistencia de contacto del lugar es próximo a cero. La resistencia del cuerpo humano es independiente del recorrido de la corriente. Mediciones realizadas dieron, p.ej. en un recorrido de mano a mano o de mano al pie, una resistencia de aprox. 1000 (Ohm). Con una tensión de descarga de 230 V resulta una corriente de 230 mA para el recorrido de mano a mano. Protección eficaz contra riesgo de electrocución Con los interruptores diferenciales, también llamados disyuntores, para corriente de fuga nominal IDn > 30 mA, la protección contra contacto indirecto es muy alta. Además, una vez instalados, los interruptores diferenciales 5SM con sensibilidad 30 mA, otorgan una protección adicional contra contactos involuntarios directos de seres vivos. También contemplan la protección contra shocks de corriente, acorde con la norma DIN VDE 0100 Part 410. Protección adicional contra incendios por causa eléctrica. Cuando se utiliza un interruptor diferencial con una sensibilidad 300 mA se aumenta la protección contra incendios causados por fallas de aislación de los cables; conforme a la norma DIN VDE 0100 Part 720.
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