Presentacio2

INSTALACIONES ELÉCTRICAS
INDUSTRIALES
Ing. John Flores Tapia
Docente Dpto. Electrotecnia

Capacidad de corriente en conductores (sistema AWG).

a) Caída de Tensión: Es la comprobación de la Sección, calculada por el
Método de Intensidad de Corriente.

Los conductores alimentadores deberán ser para la caída de tensión no sea
mayor del 2,5% para cargas de fuerza, calefacción y alumbrado a combinación
de tales cargas y donde la caída de tensión total máxima en alimentadores y
circuitos derivados hasta el punto de utilización mas alejada no exceda el 4%.
δ x L
∆ V = K. Id x cos γ
s
Donde:
∆ V = caída de tensión en voltios
K    = Constante que depende del sistema
K    = 2 (para circuito monofásico)
K    = 3 (para circuito trifásico)
I     = Intensidad o corriente del conductor alimentador en amperios.
mm 2
δ    = Resistencia en el conductor en ohm – mm2/m(δ = 0,0175 Ω )
m
S   = Sección del conductor alimentador
l    = 11.30 m
Id x L
∆ V  = k.   δ
S
- mm 2
x 0,075 Ω x 11,30 m
∆ V  = 3.40 A m
16 mm 2
∆ V  = 0, 86 V.

Este valor hallado es menor de 2,5 % de 220 V es decir
0,86 V < 5,5 V
Si el valor hallado de tensión hubiese sido un valor mayor al 2,5% entonces
hubiéramos tenido que aumentar la sección  del conductor.

En resumen :
El conductor alimentador será 3-16 mm2
TW – 1-16 mm2 TW
El conductor de protección será PVC – 25 mm2 φ P

CÁLCULOS DE LA SECCIÓN DE LOS CONDUCTORES PARA LOS
CIRCUITOS ESPECIALES PARA LA COCINA ELÉCTRICA.

Potencia = 8000w
Sistema = Trifásico
Tensión = 220V
Frecuencia = 60 Hz.
Cos φ = 1

Calculando la corriente se tiene:
w 8000
l = =
3 x V x cos φ 3 x 220 x 1 x 0
I = 20,99 A  ≈ 21 A

La corriente de diseño será:
Id = 1,25
I = 1,25  x  21A
Id = 26,25 A
El conductor a usar tendrá una sección de 6 mm2.

Comprobando por caída de tensión:
“La caída de tensión entre el tablero de distribución y el punto utilización más
alejada debe ser  del 1,5%”
L = 6,50m.
d xI 0.0175 x 6,50
∆V = K  x  Id x = 3 x 26 x 25 x
S 6,00
∆V = 0,86V
Este valor es menor del 1,5% es decir:
∆V = 0,86V < 3,3V.

PARA EL CALENTADOR ELECTRICO PARA AGUA
Potencia = 1200w
Sistema = Monofásica
Tensión = 220V
Frecuencia = 60 Hz
Cos ∅   =1,0

Calculando la intensidad se tiene:
In =     w      =   1200
V: cos∅    220.1,0
In = 5,45 A

La corriente de diseño será:
Id = 1,25.I = 1,25 . 5.45 A
Id = 6,81 A

Según la tabla el conductor permisible es de sección 1 mm2, pero el CNE
prohibe el uso de conductores de secciones menores a 1,5 mm2 para
artefactos.
El conductor a usar tendrá una sección de 1,5 mm2
L = 8,60m
∆V = K . Id . d.L = 2.6,81 . 0.0175 . 8,60
                     S        1,5
∆V = 1,37V

Este valor es menor del 1,5% es decir
∆V = 1,37V < 3,3V
Por mayor seguridad y por lo que siempre se ha utilizado ponemos ya no
2-1,5mm2 sino 2-2,5mm2 TW es decir:
PVC – 15 mm∅ L – 2 x 2,5 mm2 TW +
1 x 2,5 mm2

CÁLCULO
ALIMENTADOR DE
MOTORES

DIMENSIONAMIENTO DEL CONDUCTOR PRINCIPAL
PARA MOTORES
Conductores para alimentar a cargas concentradas:
• Un solo motor

PARA MOTORES
• Por caída de tensión

S : Sección del conductor (mm2).
Id * L * Cosφ L : Distancia hasta la carga (m).
∆V = k * ρ * Id : Corriente de diseño del conductor (A).
S Cos ∅ : Factor de potencia del motor.
%ΔU : Caída de tensión en porcentaje.
U : Tensión nominal de la red de alimentación.
k : 0,0357 para circuitos monofásicos 0,0309 para circuitos
trifásicos

Aplicación:
• Calcular la corriente de un motor de 20 HP,
trifásico 380v, F.P.=0.85, y una eficiencia de
95%. Seleccionar el conductor a utilizar
sabiendo que dicha carga será instalada a 35
mts de distancia del tablero.

PARA MOTORES
• Varios motores

L : Distancia hasta la carga (m).
Id : Corriente de diseño del conductor (A).
Cos ∅ : Factor de potencia del motor.
%ΔU : Caída de tensión en porcentaje
trifásicos

Aplicación:
• En la planta concentradora de Cuajone SPCC, se
requiere instalar tres motores alimentados por un solo
cable, para el área de molienda.
Dichos motores se ubican a 75 mts del tablero general,
cada uno tiene una potencia de 15, 10 y 4HP y una
eficiencia de 95% que decrece un 2% por cada 100m a
partir de los 1000 msnm. El F.P. para cada uno es 0.85,
0.82 y 0.80 respectivamente y la tensión de servicio
dentro de la planta es 440VAC.
Calcular la sección del alimentador, la caída de tensión y
seleccionar el tipo de cable a utilizar.
Altura promedio concentradora: 3325 msnm

PARA MOTORES
Conductores para alimentar a cargas distribuidas:
• Criterio: sección constante

L : Distancia hasta la carga (m).
Id : Corriente de diseño del conductor (A).
Cos ∅ : Factor de potencia del motor.
%ΔU : Caída de tensión en porcentaje dividido entre 100.
trifásicos

Aplicación:
• En el Truck Shop de Antamina se requiere instalar tres
motores, uno para el área de lavado de equipo liviano, el
otro para el sector de secado y el último en el área de
NEUMA.
Dichos motores se ubican a 80, 100 y 120 mts del tablero
general, cada uno tiene una potencia de 15; 10 y 25 HP, y
una eficiencia de 95% que decrece un 2% por cada 100m a
partir de los 1000 msnm. El F.P. para cada uno es 0.85, 0.82
y 0.80 respectivamente y la tensión de servicio dentro de la
planta es 380VAC.
Calcular la sección del alimentador, la caída de tensión y
seleccionar el tipo de cable a utilizar.
Altura promedio concentradora: 3325 msnm

DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN
• Tres son las causas que originan los accidentes
eléctricos:

Fusibles
La intensidad nominal mínima del fusible de
protección de un motor se determina a partir
de la intensidad de arranque y del tiempo de
arranque del mismo.

Curvas tiempo-corriente para protección motores
Curvas de los interruptores automáticos con relé electrónico PR222MP

Relés térmicos
• Los relés cumplen con la función de protección térmica del motor contra
sobrecargas y van asociados a un contactor que es el que realiza la apertura
del circuito de potencia. Puesto que protegen solamente contra sobrecargas,
los relés térmicos deben complementarse con una protección contra
cortocircuitos.

Relés térmicos
La norma que especifica este tipo de relés es la
IEC 60947-4 y establece distintas clases de
relés, especificando tiempos de no apertura y
de apertura para cada una de ellas como
sigue:

Curvas tiempo-corriente para distribución (relé
termomagnético)
• Se toma en consideración un
interruptor automático T4N 250
(In = 250 A).
• Mediante el trimmer de
regulación térmica, seleccionar
el umbral de corriente I1, por
ejemplo, a 0.9 x In (225 A);
seleccionar el umbral de
actuación magnético I3,
regulable de 5 a 10 x In, a 10 x In
igual a 2500 A.
• Para valores de corriente de
defecto superiores a 2500 A, el
interruptor automático
interviene con la protección
magnética instantánea.

Guardamotores magnéticos
• Son dispositivos de protección contra cortocircuito, de corte
tripolar.
• Los guardamotores magnéticos cumplen la función de
protección contra cortocircuitos, cumpliendo adicionalmente
la función de seccionamiento. Los requisitos para que
cumplan con la función de protección contra cortocircuito son
básicamente una pronta detección de la corriente de defecto
y una rápida apertura de los contactos. Esto conduce a que
los guardamotores magnéticos sean aparatos limitadores.

• La norma que especifica las
características técnicas de los
guardamotores es la norma
IEC947-4-1 - “Contactores y
Guardamotores –
electromecánicos”.

• El guardamotor magnético
presenta un elevado poder de
corte, siendo el rango del
mismo desde 10kA hasta
100kA aproximadamente.

curvas de limitación
de corriente del
guardamotor tipo
GV2-ME

CRITERIO PARA LA ELECCIÓN DE LA PROTECCIÓN EN
ARRANQUES DE MOTORES

• ARRANQUE DIRECTO


• ARRANQUE EN ESTRELLA TRIANGULO


• REACTOR

Cuadro con los distintos dispositivos de
protección y las funciones que cumplen

SELECCIÓN DE TABLEROS
ELÉCTRICOS

OBJETIVOS
1. Analizar las características de los diferentes
tipos de tableros eléctricos.
2. Seleccionar un tablero eléctrico según la
aplicación.
3. Identificar las condiciones que deben cumplir
los tableros eléctricos para su uso.

DEFINICIÓN
• Los tableros eléctricos son una
combinación de uno o más
dispositivos de maniobra,
asociados con equipos de
control, medida, protección y
regulación, completamente
ensamblados; es decir, con
todas sus interconexiones
eléctricas y mecánicas
terminadas, así como sus partes
estructurales.

NORMAS DE FABRICACIÓN Y PRUEBAS
• Para tableros: IEC 60439-1
• Para interior:

CARACTERÍSTICAS
Según la norma IEC 60439-1, se
distinguen las siguientes
características:

1. Tensiones asignadas:
• Tensión asignada de empleo Ue
• Tensión asignada de aislamiento
Ui
• Tensión asignada soportada al
impulso Uimp

CARACTERÍSTICAS
2. Intensidades asignadas:
• Intensidad asignada de corta duración admisible Icw
• Intensidad asignada de cresta admisible Ipk
• Intensidad asignada de cortocircuito condicional Icc
• Intensidad asignada de cortocircuito limitada por fusible Icf

3. Factor asignado de simultaneidad

4. Frecuencia asignada

CARACTERÍSTICAS ELÉCTRICAS DEL
TABLERO (IEC 439-1)

INFORMACIÓN A SUMINISTRAR
1. Placa de características
• El nombre del fabricante o su marca de fábrica.
• Un número de identificación.
• La Norma IEC 439-1.
• La naturaleza de la corriente (y la frecuencia para AC).
• Las tensiones asignadas de empleo, aislamiento y soportada al impulso.
• Las tensiones asignadas de los circuitos auxiliares.
• Los límites de funcionamiento.
• La intensidad asignada de cada circuito.
• La resistencia a los cortocircuitos.
• El grado de protección.
• Las medidas de protección de las personas.
• Las condiciones de empleo.
• Las dimensiones (altura, longitud, profundidad).
• El peso.
2. Identificación
3. Instrucciones para instalación, funcionamiento y mantenimiento

CONDICIONES DE EMPLEO DE LOS
TABLEROS
CONDICIONES NORMALES DE EMPLEO

CONDICIONES NORMALES DE
EMPLEO
Temperatura del aire ambiente:
• Tanto para instalaciones interiores como exteriores, no
debe sobrepasar los +40 ºC y la media durante 24 horas
no debe sobrepasar los +35 ºC.
• El límite inferior para instalaciones interiores es −5 ºC y
para exteriores −25 ºC (clima templado) y −50 ºC (clima
ártico)
Altitud:
• La altitud del lugar de la instalación no sobrepasará los
1000 m.
Condiciones atmosféricas:
• Para instalaciones interiores, humedad ≤ 50% (a 40 ºC).
• Para instalaciones exteriores, humedad ≤ 100% (a 25 ºC)

Grado de contaminación
• Grado 1: No existe contaminación
• Grado 2: Presencia de una contaminación no
conductora.
• Grado 3: Presencia de una contaminación
conductora.
• Grado 4: La polución provoca una
conductividad persistente.

CONDICIONES ESPECIALES DE
EMPLEO
• Valores de temperatura, humedad relativa y/o altitud
diferentes a las especificadas.
• Variaciones rápidas de temperatura y presión del aire.
• Contaminación importante del aire por causa del polvo,
humos, partículas corrosivas, vapores o sales.
• Exposición a campos magnéticos o eléctricos de valor
elevado.
• Exposición a temperaturas extremas (radiaciones solares).
• Instalaciones en emplazamientos expuestos a incendios o
explosión.
• Exposición a vibraciones y a choques importantes.

COMPONENTES DE UN TABLERO ELÉCTRICO

CLASIFICACIÓN
Los tableros eléctricos se pueden clasificar en
dos grandes grupos:
• Los tableros de
baja tensión
• Los tableros de
alta tensión

TABLEROS DE BAJA TENSIÓN
Los tableros de baja tensión pueden clasificarse según:
1. Su diseño interior
• Abierto: el chasis que soporta a los equipos no tiene cubierta, los
equipos son accesibles.
• Abierto con protección frontal: el tablero es del tipo abierto pero
con una cubierta frontal. Las partes activas pueden ser accesibles
pero no por el frente.
• Bajo envolvente: tiene cubierta todas sus caras (con la posible
excepción del lado de ingreso o salida de cables o barras); brinda
por lo menos un grado de protección IP2X.

Abierto Abierto con protección frontal

Tablero eléctrico
bajo envolvente.

2. Su lugar de instalación

• Instalación interior: destinado a ser utilizado en locales
donde se cumplen las condiciones usuales de empleo para
interior.

• Instalación exterior:
destinado a ser
utilizado en las
condiciones
normales de empleo
para uso exterior.

3. Su aptitud de desplazamiento

• Fijo: destinado a estar fijo en su
emplazamiento (suelo o pared).

• Desplazable: previsto para poder
ser fácilmente trasladado de un
emplazamiento a otro.

4. El método de montaje de las
partes

• Partes fijas: cuando todos sus elementos
montados y cableados son instalados de
una manera fija.
• Parte móvil: cuando una parte de un
tablero puede ser retirada y restituida
enteramente.
• Parte desenchufable: cuando una parte
del tablero pueda desplazarse a una
posición donde se establece una distancia
de seccionamiento (unido
mecánicamente).

5. Su modo de montaje

• Autosoportado: cuando el tablero está previsto
para reposar sobre el suelo y puede ser tipo armario
o pupitre (consola).

• Mural: cuando el tablero está previsto para ser
montado en un plano vertical ya sea empotrado o
adosado.

TABLEROS DE MT Y AT
NORMAS DE FABRICACIÓN Y PRUEBAS

• IEC 50298
• IEC 60439-1
• ISO 9001-2008

TABLEROS DE MT Y AT
CELDAS METAL CLAD

Las Celdas Metal Clad son
aptas para su utilización en
sub-estaciones eléctricas
de media tensión hasta
36kV

ACCESORIOS ESTÁNDAR
• Orejas de izaje.
• Zócalo.
• Barra de tierra con perforaciones para conexión de cables de tierra.
• Resistencia de calefacción y termostato regulable.
• Fluorescente con interruptor de fin de carrera, para iluminación interior.
• Canaletas ranuradas para cableado.
• Bornes fijos y seccionables para riel DIN 35mm, con identificación.
• Riel DIN tipo pesado.
• Cables THW con identificación termoretráctil y terminales.
• Soportes para cables de control provenientes del exterior del Tablero.
• Barras de fases sobre aisladores de resina (para los Tableros de
• Servicios auxiliares).
• Letreros de identificación de equipos.
• Diagrama mímico.
• Rejillas de ventilación.

GRADO DE PROTECCIÓN IP
(Norma IEC 529)
6. Su grado de protección

Primer dígito: protección contra contactos
sólidos externos.
Segundo dígito: protección contra ingreso de
líquidos.
Tercer dígito: protección mecánica contra
impactos

Primer dígito: protección contra
contactos sólidos externos.

Segundo dígito: protección contra
ingreso de líquidos.

Símbolos utilizados normalmente para
grados de protección

Clasificación NEMA (EE.UU.)
NEMA (Asociación nacional de fabricantes de
electricidad)
• Esta norma proporciona grados de protección para
cerramientos para equipo eléctrico (1000 voltios
máximo) similar a los del estándar IEC 529

IEC529 vs.NEMA
• IEC 529 no especifica un grado de protección contra el riesgo
de explosión o efectos producidos por la humedad (por
ejemplo condensación), vapores corrosivos, hongos o
insectos.
• NEMA prueba sus productos para condiciones ambientales
como corrosión, oxidación, aceite y líquidos refrigerantes.
• Por esta razón, y debido a que las prueba y evaluaciones para
otras características son totalmente diferentes, el sistema de
clasificación de protecciones según IEC no puede ser
exactamente comparada con los tipos de protección según
NEMA.

Código IK (UNE-EN 50102)
Sistema de codificación para indicar el grado de
protección proporcionado por la envolvente
contra impactos mécánicos

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