CALCULE SU CONSUMO:En esta seccin le ofrecemos sencillas pautas que le servirn de ayuda para obtener un clculo aproximado del consumo diario de energa elctrica de su suministro. El principio del clculo es multiplicar la potencia del aparato (que se mide en Watts) por el tiempo promedio de uso diario, esto nos dar el consumo promedio de un da que luego multiplicado por 30 das nos dar un consumo promedio mensual.

Ayuda de Clculo: Elija la opcin del recinto a evaluar. Elija el nmero de aparatos en uso. Determine el tiempo promedio de uso en horas diarias. El sistema determinar el consumo por cada equipo y el consumo total por recinto De igual forma se debe proceder a realizar el consumo de energa para todas los opciones de recinto seleccionados. Para obtener un clculo aproximado del consumo total de energa; deber elegir la opcin: Total Acumulado da y mes. Principio del formulario* Se debe tener en cuenta que el consumo obtenido es un valor referencial.AparatoPotenciaCantidadTiempoConsumo

Ventilador de techo200 W.h

Aire acondicionado1800 W.h

Ventilador150 W.h

Televisor300 W.h

VHS75 W.h

Reproductor de CD/DVD75 W.h

Minicomponente300 W.h

Total0 KW.h

Total acumulado en un da(*)0 KW.h

Total acumulado en un mes(*)0 KW.h

Ejercicio 1.- Para una vivienda de categora C como sector econmico, se desea calcular el costo mensual aproximado del consumo de energa elctrica y comprobar la energa calculada con la factura de consumo emitida por Electrocentro. El cuadro de artefactos, es como se muestra a continuacin.Artefactos elctricos1 Potencia elctrica 2. Cantidad de artefactos3. Horas de consumo4. N de das de consumo5. Consumo mensual (KWh)

wattsKW

a. Fluorescentes de 50 W b. Foco de 25 Wc. Foco de 15 Wd. TV color 21e. Equipo de sonido f. Duchag. Refrigeradorh. Equipo de Cmputo.i. Planchaj. Lavadorak. Olla arrocera50

251511575

3000200200

80045010000.050

0.0250.0150.1150.075

3.0000.2000.200

0.8000.4501.0003

5211

111

1115.00

5.005.006.004.00

0.508.006.00

0.501.000.2530

30303030

303030

30303022.5

18.84.520.79.00

45.0048.0036.00

12.0013.57.5

TOTAL:237.50

Del pliego tarifario (Archivo Electrocentro) para la ciudad de Ayacucho, tarifa BT5B consumos mayores a 100 KWh, el precio unitario es S/./ 45.90 ctvos por KWh. Tambin considerando otras deducciones el 35 % ms. Del Cuadro: 5 = (1)(3)(4)Costo: 0.4590 (237.50) = S/. 109.0125 109.0125 x 35% (+) = S/. 147.167

Ejercicio 2.- Similarmente al ejercicio anterior, deducir el consumo de energa mensual y cunto debe pagar. Tomar en cuenta, los artefactos instalados en su vivienda y comprobar si se aproxima con la facturacin de Electrocentro (acompaar copia fotosttica de su recibo de Electrocentro).

Ejercicio 3.- Calcular el costo mensual que debe pagar la Municipalidad Provincial de Huamanga a Electrocentro, por el consumo mensual de energa elctrica del alumbrado pblico de la Plaza de Armas, que consiste en potencia y horas de funcionamiento diario de: 40 lmparas de vapor de sodio de 100 vatios, donde el 40% es con 5 h y el 60% con 11h; 12 lmparas de halogenuro metlico de 250 vatios con 11 h; 5 proyectores de luz de cuarzo de 1000 vatios con 5 h y 8 lmparas de vapor de sodio en la periferia con 150 vatios y 6 h. (Sugerencia, utilizar Pliego Tarifario Archivo Electrocentro).

CDIGO NACIONAL DE ELECTRICIDAD - UTILIZACIN SECCIN 050: CARGAS DE CIRCUITOS Y FACTORES DE DEMANDASeccin 050 - Pg. 1 de 12SECCIN 050CARGAS DE CIRCUITOS Y FACTORES DE DEMANDA050-000AlcanceEsta Seccin cubre:(a) La capacidad de conduccin de los conductores y la capacidad nominal de los equipos, requeridos en las conexiones, acometidas, alimentadores y los circuitos derivados en las instalaciones del usuario; y(b) El espacio mnimo requerido para los circuitos derivados en los tableros de distribucin para las unidades de vivienda.(c) La cantidad de ramales principales y circuitos derivados en unidades de vivienda.Nota:Para establecer las demandas mximas que como mnimo se deben considerar en la elaboracin de los proyectos de sistemas de distribucin, se debe tomar en cuenta la Norma DGE "Calificacin elctrica para la elaboracin de proyectos de subsistemas de distribucin secundaria".050-002Terminologa EspecialEn esta Seccin se aplica la siguiente definicin:Ramal Principal: Designa a cada uno de los dos circuitos que se derivan desde un mismo interruptor, que sirve como medio de control y proteccin para ambos simultneamente.

Generalidades050-100Clculo de CorrientesEn el clculo de corrientes que resulten de cargas expresadas en watts o volt-amperes, alimentadas por sistemas de corriente alterna de baja tensin, se deben emplear las tensiones nominales de 220 V o 380 V, segn corresponda, o cualquier otra tensin nominal dentro del rango de baja tensin de 1 000 V o menos, que sea aplicable.4.Ejercicio.- Dos motores elctricos instalados en ascensores, tienen la misma capacidad de potencia 12 HP, funcionan con tensin alterna el primero 220 voltios monofsico con eficiencia 70% y el segundo 380 voltios trifsico con eficiencia de 75%; ambos tienen el mismo factor de potencia de 0.80 en atraso. a) Hallar la intensidad de corriente de consumo de cada motor. b) Hallar la potencia til si los rendimientos son 80 % para el motor monofsico y 85 % para el trifsico. c) El consumo mensual en KWh, de cada ascensor si se considera un tiempo promedio de 10 horas por da. d) El costo mensual de consumo si la tarifa es 0.350 S/./kwh.Solucin.- Utilizando las relaciones: 3 : I3 = HPx746 / (1.73xExNxf.p.); y 1 : I1 = HPx746 / (ExNxf.p.); donde HP = Potencia en HP; E = tensin en voltios; N = eficiencia expresada en decimales; f.p.= factor de potencia (cos ). a) Las intensidades de corriente: ; Ab) Potencia til, con rendimientos el monofsico n1f = 0.80 y el trifsico n3f = 0.85; como n = Pu / Pc; entonces: Pu 1f = n x Pc = 0.80 (12x746W) = 7161.6 watts; y Pu3f = 0.85(12x746) = 7609.20 watts.c) El consumo mensual: primero las potencias; el monofsico Pc1 = 12x746 = 8952 watts = 8.952 Kw; similarmente el trifsico P3 = 12 x 746 = 8952 watts = 8.952 Kw; luego las energas de consumo mensual de cada motor, ser: Ew = 8.952 Kw (10 h/dia) x 30 dias = 2685.60 kWhd) Y el costo mensual ser: Costo= 2685.60 kWh (0.350 S/. /kWh) = 939.96 = S/. 940. 5. Ejercicio.- Dos electrobombas instaladas en las casetas de bombeo de cada edificio, tienen la misma capacidad de potencia 3 HP, funcionan con tensin alterna trifsica 380 V, con eficiencias 70% el primero y el segundo con 75%. Tienen factores de potencia de 0.80 el 1ro y 0.85 el 2do. a) Hallar la intensidad de corriente de consumo de cada electrobomba. b) Hallar la potencia til, si los rendimientos son 75 % para el 1ro y 80 % para el 2do. c) El consumo mensual en KWh, de cada electrobomba si se considera un tiempo promedio de 8 horas por da. d) El costo mensual de consumo si la tarifa es 0.350 S/./kwh.

050-102Cada de Tensin(1) Los conductores de los alimentadores deben ser dimensionados para que: (a) La cada de tensin no sea mayor del 2,5%; (b) La cada de tensin total mxima en el alimentador y los circuitos derivados hasta la salida o punto de utilizacin ms alejado, no exceda del 4%.(2)Los conductores de los circuitos derivados deben ser dimensionadospara que:(a) La cada de tensin no sea mayor del 2,5%; y(b) La cada de tensin total mxima en el alimentador y los circuitos derivados hasta la salida o punto de utilizacin ms alejado, no exceda del 4%.

(3)En la aplicacin de la Subregla (1) anterior se debe emplear la cargaconectada al circuito derivado, si sta es conocida; en caso contrario, el80% de la menor capacidad nominal de rgimen de los dispositivos deproteccin del circuito derivado contra sobrecarga o sobrecorriente.6 EJERCICIO.- Deducir las cadas de tensin nominales mximas en: en el medidor de energa; en el tablero de distribucin, y en el ltimo artefacto; para una vivienda con tensin de alimentacin monofsica de 220 v, cuyo artefacto final es una lavadora semiautomtica de 5 kg con potencia de 650 vatios. Solucin.- La tensin nominal es 220 voltios. Las cadas de tensin mximas son: (a) en el medidor de energa V = 220 x 1% = 2.2 V; (b) en el tablero V = 220 x 2,5% = 5.5 V; (c) en el ltimo artefacto V = 220 x 1.5% = 3.3 V; Y el total dentro de la vivienda: VT = 5.5 + 3.3 = 220 x 4% = 8.8 V. La tensin final en el artefacto es 220 V 8.8 V = 211.2 voltios. Una tensin menor que sta, por decir 200 voltios ya es una anomala en la red interna (necesita revisin) o externa (la Red de Electrocentro, necesita reclamo).7 EJERCICIO.- Deducir la cada de tensin y la tensin final para los dos motores de los ascensores del Ejercicio 4, con las tensiones de alimentacin 220 V monofsico y 380 V trifsico.(Sugerencia utilizar la V; del prrafo 050-102 enciso 2 (a), ver arriba). Cul de las tensiones, convendra para obtener la V menor).050-104Carga Mxima de Circuitos (ver Anexo B)(1) La corriente nominal de una acometida, alimentador o circuito derivado debe ser la que resulte menor entre la capacidad nominal del dispositivo de proteccin contra sobrecorrientes del circuito y la capacidad nominal de los conductores.(2) La carga calculada para un circuito no debe exceder a la corriente nominal del circuito.(3) La carga calculada para una acometida, alimentador o circuito derivado debe ser considerada como una carga continua, a menos que pueda demostrarse que tal valor no persistir por ms de:

(a) Un total de una hora en periodos de dos horas, si la corriente no excede de 225 A; o(b) Un total de tres horas en periodos de seis horas, si la corriente es mayor que 225 A.(4)Cuando la caja de conexin, el interruptor con fusibles, el interruptorautomtico o el tablero estn marcados para una operacin continua al100% de la corriente nominal del dispositivo de sobrecorriente, la cargacontinua calculada no debe exceder de:(a) El 100% de la corriente nominal del circuito si la capacidad de los conductores est basada en la Tabla 2;(b) El 85% de la corriente nominal del circuito si la capacidad de los conductores est basada en la Tabla 1.(5)Cuando la caja de conexin, el interruptor con fusibles, el interruptorautomtico o el tablero estn marcados para una operacin continua al80% de la corriente nominal del dispositivo de sobrecorriente, la cargacontinua calculada no debe exceder de:

8 Ejercicio.- Del Tablero de distribucin de servicios, uno de los alimentadores trifsicos al ascensor es el motor de 12 HP de potencia (ver ejercicio N4). Averiguar la capacidad de conduccin del conductor alimentador tipo THW y la capacidad del interruptor. Rtas. 27.2 A y 32 A. (Nota, se toma entonces conductor THW seccin 6 mm2 e interruptor 35 A.)

CDIGO NACIONAL DE ELECTRICIDAD - UTILIZACIN SECCIN 050: CARGAS DE CIRCUITOS Y FACTORES DE DEMANDASeccin 050 - Pg. 3 de 12(a) El 80% de la corriente nominal del circuito, si la capacidad de los conductores est basada en la Tabla 2; o(b) El 70% de la corriente nominal del circuito si la capacidad de los conductores est basada en la Tabla 1;

(6) Si se aplican otros factores de correccin para reducir la capacidad de corriente de los conductores, la seccin de stos debe ser, la as determinada o la determinada por las Subreglas (4) o (5), la que sea mayor.(7) No obstante lo requerido por las Reglas 030-004(1)(a) y 030-004(2)(d), la capacidad de conduccin de los conductores subterrneos no debe exceder la determinada por las Subreglas (4)(b) y 5(b), en ningn caso.050-106Utilizacin de Factores de Demanda.(1) El dimensionamiento de conductores e interruptores determinados de acuerdo con esta Seccin, deben ser los mnimos a emplear; salvo que a las dimensiones normalizadas inmediatamente inferiores, corresponda una capacidad hasta 5% menor que la calculada, en cuyo caso se pueden utilizar estos conductores e interruptores.(2) En cualquier caso diferente al de una acometida calculada segn las Reglas 050-200 y 050-202, cuando el diseo de una instalacin se base en requerimientos superiores a los dados en esta Seccin, las capacidades de acometidas y alimentadores deben incrementarse correspondientemente.(3) Cuando se instalen 2 o ms cargas de las cuales slo una pueda ser utilizada a la vez, se debe considerar la carga mayor en el clculo de la demanda.

(4) En el caso de cargas de calefaccin ambiental y de aire acondicionado, que no se utilizan simultneamente, la mayor debe ser considerada en el clculo de la demanda.

(5) Cuando un alimentador sirve cargas de naturaleza cclica o similar, de modo que la carga total conectada no debe ser alimentada al mismo tiempo, la capacidad de conduccin del alimentador se debe calcular para la mxima carga que pueda ser servida en un tiempo dado.(6) La capacidad de los conductores de alimentadores y circuitos derivados deben estar de acuerdo con las Secciones del Cdigo, que traten sobre los respectivos equipos a ser alimentados.(7) No obstante los requerimientos de esta Seccin, la capacidad de los conductores de alimentadores y circuitos derivados no se requiere que exceda la capacidad de los conductores de la acometida o del alimentador del cual son abastecidos.CDIGO NACIONAL DE ELECTRICIDAD - UTILIZACIN SECCIN 050: CARGAS DE CIRCUITOS Y FACTORES DE DEMANDASeccin 050 - Pg. 4 de 12(8) Cuando se aaden cargas a una acometida o alimentador existente, la carga final puede calcularse adicionando el total de las nuevas cargas, afectada por los factores de demanda como se permite en el Cdigo, a la carga de mxima demanda de la instalacin existente, resultante de mediciones en los ltimos 12 meses. La nueva carga calculada quedar sujeta a las Reglas 050-104(4) y (5).(9) En el caso de viviendas unifamiliares o departamentos en edificios de vivienda para las que sea de aplicacin la Regla 50-110(2) de esta Seccin, las corrientes a considerar en los conductores de la acometida y del alimentador, no deben ser menores a las que se indican a continuacin; sin embargo, la seccin mnima de dichos conductores debe ser 4 mm2 para acometidas y 2,5 mm2 para alimentadores.

(a) 15 A, para cargas de hasta 3 000 W.(b) 25 A, para cargas mayores de 3 000 W hasta 5 000 W.(c) 40 A, para cargas mayores de 5 000 W hasta 8 000 W con suministro monofsico y 15 A con suministro trifsico 380/220 V.

EJERCICIO DE COMPROBACIN: Para viviendas de menor categora (monofsicos) (a): I = 3000 W /(220Vx0.9) = 15.15 A; Tambin para viviendas menor y mediana categora (monofsicos); (b): I = 5000 W / (220Vx0.9) = 25.25 A; Para viviendas de categora mediana y mayor (monofsico):(c): I1 = 8000 W / (220Vx0.9) = 40.40 A, (d): Trifsicos : I2 = 8000 W / (1.732 x 220Vx0.9) = 20.09 V, y I3 = 8000 W / (1.732x380Vx0.9) = 13.5 A.

050-108Espacio 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 automticos bipolares contra sobrecorrientes.(2) No obstante la Subregla (1), debe proveerse suficiente espacio en el tablero para dos dispositivos de proteccin adicionales para futuras ampliaciones.(3) Donde se prevea cocina o equipo trifsico se deben proveer interruptor automtico contra sobrecorrientes tripolar.(4) En el caso de viviendas unifamiliares o departamentos en edificios de vivienda, donde sea aplicable la Regla 110(2) de esta Seccin, se debe prever en el tablero el espacio necesario para por los menos, la siguiente cantidad de interruptores automticos contra sobrecorrientes:

a) Tres interruptores automticos contra sobrecorrientes bipolares de 15 A, para carga de hasta 3 000 W, con suministro monofsico.b) Cinco interruptores automticos 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 monofsico.c) Siete interruptores automticos 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 monofsico, o dos tripolares de 15 A con suministro trifsico.

Tableros de Distribucin para Viviendas

CDIGO NACIONAL DE ELECTRICIDAD - UTILIZACIN SECCIN 050: CARGAS DE CIRCUITOS Y FACTORES DE DEMANDA

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 instalacin y posterior mantenimiento se debe utilizar preferentemente dispositivos de sobrecorriente automticos que protejan y corten simultneamente todos los conductores, incluido el neutro.050-110Determinacin de reas y Previsin Opcional de la DemandaMxima Total Cuando No Se Dispone de Informacin(1)Las reas de vivienda designadas en las Reglas 050-200 y 050-202deben ser determinadas por las dimensiones interiores (reas techadas)e incluyen:(a) 100% del rea del primer piso; ms(b) 100% del rea de los pisos superiores, dedicada a vivienda; ms(c) 75% del rea del stano.Ejemplo de aplicacin.- Una vivienda unifamiliar de 2 pisos, ms un stano, tiene reas techadas: 1er P=110 m2; 2do P= 90 m2; stano 70 m2. El rea techada total ser: 110+90+75%(70) = 252.50 m2.(2)Opcionalmente, en el caso de viviendas unifamiliares o departamentosen edificios de vivienda, cuando no se dispone de informacinespecfica sobre las cargas, la demanda mxima total a prever no serinferior a:(a) 3 000 W, para viviendas de hasta 90 m2, segn dimensiones interiores.(b) 5 000 W, para viviendas de ms de 90 m2 hasta 150 m2, segn dimensiones interiores.(c) 8 000 W, para viviendas de ms de 150 m2 hasta 200 m2, segn dimensiones interiores.

8000 W, de 150 m2 200 m2

5000 W, de 90 m2 150 m2

3000 W, hasta 90 m2

Acometidas y Alimentadores050-200Viviendas Unifamiliares (ver Anexo B)(1)La mnima capacidad de conduccin de corriente de los conductores deacometidas o alimentadores debe ser la mayor que resulte de la aplicacin de los prrafos (a) y (b) siguientes:(a) (i) Una carga bsica de 2 500 W para los primeros 90 m2 del rea de vivienda (ver Regla 050-110); ms(ii) Una carga adicional de 1 000 W por cada 90 m2, o fraccin, en exceso de los primeros 90 m2; msEjercicio Comprobatorio.- Calcular la carga en funcin del rea, de una vivienda unifamiliar, cuya rea construida es 220 m2. Solucin.- De acuerdo al prrafo anterior, la deduccin es:

9. Ejercicio.- Calcular la carga en funcin del rea, de una vivienda unifamiliar, cuyas reas construidas en m2, son 95 en el 1er piso y 75 en el 2do piso.(iii) Las cargas de calefaccin, con los factores de demanda previstos en la Seccin 270, ms cualquier carga de aire acondicionado con factor de demanda de 100%, segn la Regla 050-106(4); ms(iv) Cualquier carga de cocina elctrica, como sigue: 6 000 W para cocina nica ms 40% de la cantidad en la que la potencia de dicha cocina exceda los 12 kW; ms (v) Cualquier carga de calentadores de agua para piscinas y baos individuales o comunes; ms(vi) Cualquier carga adicional a las mencionadas en los prrafos (i) a (v), al 25% de su potencia nominal, si sta excede los 1500 W y si se ha previsto una cocina elctrica; o al 100% de la potencia nominal de cada una, si sta excede los 1 500 W hasta un total de 6 000 W, ms 25% del exceso sobre los 6 000 W, si no se ha previsto una cocina elctrica. (b) 40 amperes.

10 Ejercicio.- Calcular la capacidad de conduccin del alimentador, en una vivienda que tiene por reas en m2, 100 en el 1er piso, 65 en el 2do piso y tiene por cargas especiales una ducha elctrica de 3000 W. Solucin.- + 3000 W(Ducha) = 6,333.33 W. Luego: 6333.33 x 1.25 = 7917 W. Y la corriente del alimentador ser:

11 Ejercicio.- Calcular la capacidad de conduccin del alimentador, en una vivienda que tiene por reas en m2, 110 en el 1er piso, 80 en el 2do piso y tiene por cargas especiales una terma de 1800 W. Rta. 27.33 A. (2)La mnima capacidad de los conductores de las acometidas oalimentadores servidos por una acometida principal para dos o msunidades de vivienda de una hilera de casas habitacin, debe basarsesobre:(a) La Subregla (1), excluyendo cualquier carga de calefaccin o de aire acondicionado, con aplicacin de los factores de demanda requeridos por la Regla 050-202(a)(i) hasta (v), inclusive; ms(b) Los requerimientos de la Regla 050-202(3)(b), (c) y (d).

(3) El total de la carga calculada de conformidad con la Subregla (1) o (2) no debe ser considerado como carga continua en la aplicacin de la Regla 050-104.(4) En el caso de viviendas unifamiliares o unidades de vivienda, a las que sea aplicable la Subregla 110(2) de esta Seccin, la capacidad nominal de los conductores de la acometida o alimentador, segn corresponda, debe ser la que se prescribe en la Regla 050-106(9)(a), (b) y (c).050-202Edificios de Departamentos y Similares(1)La capacidad mnima de los conductores de una acometida oalimentador, servidos por una acometida principal, que alimenten cargas en unidades de vivienda, debe ser la mayor que resulte de la aplicacin de los prrafos (a) o (b) siguientes:(a) (i) Una carga bsica de 1 500 W para los primeros 45 m2 de vivienda (ver Regla 050-110); ms(ii) Una carga adicional de 1 000 W por los segundos 45 m2 o fraccin; ms(iii) Una carga adicional de 1 000 W por cada 90 m2 o fraccin en exceso de los primeros 90 m2; ms(iv) La carga de cualquier cocina elctrica, como sigue: 6 000 W para una cocina elctrica, ms 40% de la carga excedente a los 12 kW; ms(v) Cualquier carga de calefaccin, con aplicacin de los factores de demanda de la Seccin 270, ms las cargas de aire acondicionado con factor de demanda al 100%, segn la Regla 050-106(4); ms(vi) Cualquier carga en adicin de las mencionadas en los subprrafos (i) a (v) inclusive a:(A) 25% de la potencia de rgimen de cada carga mayor de 1 500 W, si se ha previsto una cocina elctrica; o(B) 25% de la potencia de rgimen de carga mayor de 1 500 W, ms 6 000 W, si no se ha previsto una cocina elctrica.(b) 25 amperes.(2) El total de la carga calculada en aplicacin de la Subregla (1) no debe ser considerado como carga continua para la aplicacin de la Regla 050-104.(3) La capacidad mnima de acometidas y alimentadores servidos por una acometida principal, que alimenten a su vez dos o ms unidades de vivienda, deben basarse sobre la carga calculada en aplicacin de la Subregla (1)(a) y lo siguiente:

(a) Con exclusin de cualquier carga de calefaccin y aire acondicionado, se debe considerar que la carga es:(i) El 100% de la carga mayor de cualquier unidad de vivienda; ms(ii) El 65% de la suma de cargas de las 2 unidades de vivienda con cargas iguales o inmediatamente menores a la del subprrafo (i); ms(iii) El 40% de la suma de cargas de las 2 unidades de vivienda con cargas iguales o inmediatamente menores que las del subprrafo (ii); ms(iv) El 30% de la suma de las cargas de las 15 unidades de vivienda con cargas iguales o inmediatamente menores a las del subprrafo (iii); ms(v) El 25% de la suma de las cargas de las unidades de vivienda restantes.EJERCICIO DE APLICACIN.- Un departamento tiene 90 m2, entre las cargas especiales tiene: cocina elctrica 6000 W, terma 1500 W. Se desea averiguar la capacidad de conduccin del alimentador principal. Solucin.- Como, las cargas especiales supera a los 6000 W, se recomienda que el edificio provea una tensin de 380/220 voltios. Entonces la deduccin es como sigue:P = (1500W45m2) + (1000W45m2) + 6000Wcoc + 1500 W terma = 10000 WI = 1.25 (10000)W / ( 1.732x380 Vx0.90) = 21.1 A. De acuerdo al prrafo 0.50-202 (b), el interruptor a elegir es un trifsico tetrafilar de 4 x 25 A-380V.

12 EJERCICIO.- Un departamento tiene 80 m2, entre las cargas especiales tiene: terma 1500 W, un equipo de aire acondicionado de 2500 W. Se desea averiguar la capacidad de conduccin del alimentador principal.

(b) Si se utiliza calefaccin elctrica, la suma de todas las cargas de calefaccin, como se determina de acuerdo con la aplicacin de la Seccin 270, debe ser aadida a la carga determinada de acuerdo con el prrafo (a), sujeta a la Regla 050-106(4).(c) Si se utiliza aire acondicionado, la suma de todas las cargas de aire acondicionado se debe aadir, con un factor de demanda de 100%, a la carga determinada de acuerdo con los prrafos (a) y (b), sujetas a la Regla 050-106(4).(d) Cualquier carga de alumbrado, calefaccin y potencia no ubicada en las unidades de vivienda, debe ser aadida con un factor de demanda de 75%.

CDIGO NACIONAL DE ELECTRICIDAD - UTILIZACIN SECCIN 050: CARGAS DE CIRCUITOS Y FACTORES DE DEMANDASeccin 050 - Pg. 8 de 12

(4) La capacidad de los conductores de un circuito derivado que sirva a cargas ubicadas fuera de las unidades de vivienda, no debe ser menor que la potencia nominal de los equipos instalados, afectada con los factores de demanda, como se permite en el Cdigo.(5) En el caso de departamentos en edificios de vivienda y similares, a los que sea aplicable la Regla 110(2) de esta Seccin, la capacidad nominal de los conductores del alimentador debe ser la que se prescribe en la Regla 050-106(9)(a), (b) y (c).050-204Escuelas(1)Las capacidades mnimas de los conductores de acometidas o de losalimentadores deben basarse sobre lo siguiente:(a) Una carga bsica de 50 W/m2 de rea de aulas; ms(b) 10 W/m2 del rea restante del edificio, calculada con las dimensiones exteriores; ms(c) Cargas de calefaccin, aire acondicionado y fuerza, basadas en la potencia nominal del equipo instalado.(2)Se permite la aplicacin de factores de demanda, como sigue:(a)Para edificios de hasta 900 m2, rea calculada segn dimensionesexteriores: (i) Para cualquier carga de calefaccin, segn la Seccin 270;y(ii) 75% de la carga restante.(b)Para edificios con reas mayores a 900 m2.(i) Segn la Seccin 270 para cargas de calefaccin; y(ii) La carga restante debe ser dividida entre el rea en m2 y la demanda de carga puede considerarse como la suma de:13 EJERCICIO.- Un edificio de 5 pisos, para viviendas de categora C; est conformado en cada piso por 6 departamentos. De ellos, las esquinas son de 5000 W de potencia c/u y las del centro de 4000 W. Hallar la capacidad de conduccin del alimentador o acometida (no considerar cargas de calefaccin, aire acondicionado y otros especiales). Solucin.-De acuerdo al prrafo 050-202; 3 (a). Carga de cada piso: (5000x4 + 4000x2) x 5 = 20 de 5000 W + 10 de 4000 W. (15 x 5000) 0.30 + (5 x 5000 + 10 x 4000) 0.25 + 5000 = 22500 + 16250 + 5000 = 43,750WLa capacidad de conduccin ser trifsica a 380 / 220V: I = 43750 / (1.732 x 380V x 0.9) = 73.86 A. Y trifsica a 220 V: 127.6 A.Seccin 050 - Pg. 9 de 12

(A) 75% de la carga por m2 multiplicada por 900; y(B) 50% de la carga por m2 multiplicada por el rea en exceso a los primeros 900 m2.050-206Hospitales(1)La capacidad mnima de los conductores de acometidas yalimentadores debe basarse en lo siguiente:(a) Una carga bsica de 20 W/m2 del rea del edificio calculada con las dimensiones exteriores; ms(b) 100 W/m2 para reas de alta intensidad de carga como salas de operacin; ms(c) Cargas de calefaccin, aire acondicionado y de potencia, segn la potencia del equipo.(2)Se permitir la aplicacin de factores de demanda de acuerdo con losiguiente:(a)Para edificaciones de hasta 900 m2, calculados con lasdimensiones exteriores:(i) De acuerdo con la Seccin 270 para cualquier carga de calefaccin; y(ii) 80% de la carga restante.(b)Para edificaciones cuya superficie exceda los 900 m2, calculadacon las dimensiones exteriores;(i) De acuerdo con la Seccin 270 para cualquier carga de calefaccin; y(ii) El resto de la carga debe ser dividida entre los metros cuadrados de la superficie, y la carga de la demanda puede ser considerada como la suma de:(A) 80% de la carga por metro cuadrado multiplicada por 900; y(B) 65% de la carga por metro cuadrado multiplicada por la superficie del edificio que exceda los 900 m2.050-208Hoteles, Moteles, Dormitorios y Edificios de Uso Similar(1)La capacidad mnima de los conductores de la acometida o delalimentador deben basarse en lo siguiente:CDIGO NACIONAL DE ELECTRICIDAD - UTILIZACIN SECCIN 050: CARGAS DE CIRCUITOS Y FACTORES DE DEMANDASeccin 050 - Pg. 10 de 12(a) Una carga bsica de 20 W/m del rea del edificio, calculada con las dimensiones exteriores; ms(b) Cargas de alumbrado de reas especiales, tales como: salones de baile, segn la potencia nominal del equipo instalado; ms(c) Cargas de calefaccin, aire acondicionado y potencia, segn la potencia nominal del equipo instalado.(2)Se permitir la aplicacin de factores de demanda de acuerdo con losiguiente:(a)Para edificaciones con rea de hasta 900 m2, calculada con lasdimensiones exteriores:(i) De acuerdo con la Seccin 270 para cualquier carga de calefaccin; y(ii) 80% de la carga restante.(b)Para edificaciones cuya superficie exceda los 900 m2, calculadacon las dimensiones exteriores;(i) De acuerdo con la Seccin 270 para cualquier carga de calefaccin; y(ii) El resto de la carga debe ser dividido entre los metros cuadrados de la superficie, y la carga de la demanda puede ser considerada como la suma de:(A) 80% de la carga por metro cuadrado multiplicada por 900.(B) 65% de la carga por metro cuadrado multiplicada por el rea del edificio, que exceda los 900 m2.050-210Otros Tipos de UsoLa capacidad mnima de los conductores de la acometida o del alimentador para otros tipos de uso, especificados en la Tabla 14, debe basarse en lo siguiente:(a) Una carga bsica calculada con los watts por metro cuadrado requeridos por la Tabla 14, multiplicado por el rea servida, determinada segn las dimensiones exteriores, con aplicacin de los factores de demanda indicados en dicha tabla; ms(b) Cargas especiales como calefaccin, aire acondicionado, potencia, iluminacin de vitrinas, alumbrado de escaleras, etc., basadas en la potencia nominal del equipo instalado, con factores de demanda permitidos por el Cdigo.(c) Ministerio de Energa y Minas http://www.minem.gob.pe

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CDIGO NACIONAL DE ELECTRICIDAD - UTILIZACIN SECCIN 050: CARGAS DE CIRCUITOS Y FACTORES DE DEMANDASeccin 050 - Pg. 11 de 12050-212Circuitos de Alumbrado EspecialCuando un tablero suministra tipos especiales de iluminacin, tales como luces de escape o emergencia, que pueden estar localizadas en toda la edificacin, sin que sea posible calcular el rea servida, se debe utilizar la carga del circuito involucrado para calcular la seccin del alimentador.Circuitos Derivados050-300Circuitos Derivados de Alimentacin a Cocinas Elctricas(1)La demanda que debe considerarse para los conductores de un circuitoderivado que alimenta una cocina elctrica en una unidad de vivienda,debe ser:(a) 8 kW cuando la potencia nominal de la cocina no exceda los 12 kW; o(b) 8 kW ms el 40% del exceso de potencia nominal de la cocina, sobre los 12 primeros kW.

(2) Para propsito de la Subregla (1), se puede considerar como una cocina elctrica, dos o ms unidades de cocina, separadas, de instalacin fija.(3) Para cocinas o unidades de cocina instaladas en establecimientos comerciales, industriales e institucionales, se debe considerar que la demanda no es menor que la potencia nominal de los artefactos.(4) Las demandas de cargas consideradas en esta Regla, no son aplicables a hornillas y similares, de instalacin no fija, que se conectan con cordones incorporados al artefacto.050-302Cargas Conectadas(1) La carga demandada para iluminacin de vitrinas debe ser considerada como no menor de 650 W/m; la longitud debe ser medida a lo largo de la base de la vitrina; a menos que, por aplicacin de la Regla 020-030, se permita cargas menores.(2) No obstante la Regla 050-104(3), se debe considerar como continua una carga de naturaleza cclica o intermitente.(3) La carga total conectada a un circuito derivado que alimenta una o ms unidades de procesamiento de datos, debe considerarse de naturaleza continua, para la aplicacin de la Regla 050-104.(4) Ministerio de Energa y Minas http://www.minem.gob.pe

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CDIGO NACIONAL DE ELECTRICIDAD - UTILIZACIN SECCIN 050: CARGAS DE CIRCUITOS Y FACTORES DE DEMANDASeccin 050 - Pg. 12 de 12Ramales Principales y Circuitos Derivados en Unidades de Vivienda050-400Ramales Principales en Unidades de ViviendaEn las unidades de vivienda a las que es aplicable la Regla 050-110(2), se permite que un interruptor automtico instalado en el tablero sirva para la proteccin de hasta dos - y slo dos - ramales principales. En este caso, el interruptor automtico debe garantizar la proteccin de los conductores de cada uno de los ramales principales de manera independiente.050-402Cantidad de Circuitos Derivados en Unidades de ViviendaLas 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 nico interruptor.(b) Dos circuitos derivados, para unidades de vivienda con carga de ms de 3 kW y hasta 5 kW; con la excepcin de que cuando la unidad de vivienda cuente con tres circuitos o ms, se permite que se instalen como ramales principales, con la restriccin de la Regla 050-400.(c) Tres circuitos derivados, para unidades de vivienda con carga de ms de 5 kW y hasta 8 kW, con la excepcin de que cuando la unidad de vivienda cuente con cuatro circuitos o ms, se permite que se instalen como ramales principales, con la restriccin de la Regla 050-400.050-404Instalacin de Ramales Principales en Unidades de ViviendaCuando dos circuitos derivados se instalen como ramales principales conectndose al mismo interruptor principal, la seccin de sus conductores no debe ser mayor de 2,5 mm2; si se requiere una mayor seccin para los conductores de un circuito, stos deben instalarse como circuito derivado, con su propio interruptor de proteccin y control.

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CDIGO NACIONAL DE ELECTRICIDAD - UTILIZACIN SECCIN 060: PUESTA A TIERRA Y ENLACE EQUIPOTENCIALSeccin 060 - Pg. 1 de 32SECCIN 060 PUESTA ATIERRA Y ENLACE EQUIPOTENCIAL Alcance y Objetivo060-000Alcance(1) Esta Seccin cubre la proteccin de las instalaciones elctricas por medio de la puesta a tierra y del enlace equipotencial o conductor de proteccin.(2) Se acepta como medidas que proveen una proteccin adicional a la puesta a tierra, o como alternativas a las mismas, cuando el Cdigo lo permita, a las siguientes:Aislamiento elctrico, separacin fsica de los circuitos y barreras mecnicas contra contacto accidental.Notas:Se debe tomar en cuenta la Norma Tcnica Peruana NTP 370.303: "Instalaciones elctricas en edificios - Proteccin para garantizar la seguridad. Proteccin contra choques elctricos". (Ver Anexo A-3).Ver la Norma Tcnica Peruana NTP 370.053: "Seguridad Elctrica - Eleccin de Materiales elctricos en las instalaciones interiores para puesta a tierra. Conductores de Proteccin".060-002ObjetivoLa puesta a tierra y el enlace equipotencial deben ser hechos de tal manera que sirvan para los siguientes propsitos:(a) Proteger y cuidar la vida e integridad fsica de las personas de las consecuencias que puede ocasionar una descarga elctrica, y evitar daos a la propiedad, enlazando a tierra las partes metlicas normalmente no energizadas de las instalaciones, equipos, artefactos, etc.; y(b) Limitar las tensiones en los circuitos cuando queden expuestos a tensiones superiores a las que han sido diseados; y(c) En general, para limitar la tensin de fase a tierra a 250 V, o menos, en aquellos circuitos de corriente alterna que alimentan a sistemas de alambrado interior; y(d) Limitar las sobretensiones debidas a descargas atmosfricas en aquellos circuitos que estn expuestos a estos fenmenos; y(e) Facilitar la operaron de equipos y sistemas elctricos.4. RENDIMIENTO.Un motor elctrico transforma energa elctrica en energa mecnica. Simultneamente se calienta; o sea, que tambin produce energa trmica. Por tanto, podemos llegar a la conclusin de que solo una parte de energa consumida se transforma en la energa mecnica deseada.Toda mquina que transforma energa consume ms que lo que suministra.Las prdidas son la causa de este hecho. La figura 4 muestra esquemticamente la divisin del trabajo consumido en prdidas y trabajo til.Caracterizaremos el trabajo consumido por Wc (la potencia consumida por Pc), el trabajo til Wu (la potencia til Pu) y las prdidas de trabajo por Wp (las prdidas de potencia Pp).En los motores elctricos las prdidas son por un lado mecnicas (rozamiento de lo cojinetes y resistencia del aire) y por otro lado elctricas (prdidas en el bobinado de cobre y prdidas en el ncleo de hierro).La suma de trabajo de prdidas y del trabajo til es el trabajo consumido.Wc = Wu + Wp; anlogamente se tiene: Pc = Pu +Pp.En las placas indicadoras de los motores se encuentran indicados, entre otros datos, la potencia, la tensin nominal y la intensidad nominal de la corriente del motor. Por ejemplo: U = 220 V ; I = 12.5 A, P = 2.2 KW.La potencia indicada en este caso es Pu = 2.2 KW. Por el motor conectado a 220 V circula una corriente de 12.5 A (suponiendo que suministre 2.2 KW). Por tanto la potencia consumida ser:Pc = U. I. = 220 V (12.5A) = 2750 W.La potencia consumida vale 2750 W, y la potencia til solamente 2200 W. Qu porcentaje de la potencia consumida se utiliza? La respuesta a esta pregunta nos da la del rendimiento (): = Pu / PcEl rendimiento indica qu parte de la potencia consumida se transforma en potencia til.= Pu / Pc = 2200 W / (2750 W) = 0.8Este resultado, significa que: un 80% se utiliza, un 20% son prdidas, o sea que, 2750 W se consumen = 100 %; 2200 W se utilizan = 80 %; 450 W se pierden = 20 %. La potencia consumida se iguala al 100 %. La potencia til debe ser siempre menor que el 100 %.14.Ejercicio.- Un montacargas elctrico con motor de corriente continua suministra una potencia til de 5.5 KW. A) Cuntos kg de carga puede elevar en 20 s a 4 m?; b) Qu potencia consume la red, si su rendimiento es del 82 %?Solucin: como = Pu / Pc; luego: Pc = Pu / = 5.5 KW / 0.82 = 6.707 KW; la potencia de consumo es 6707 vatios. El equivalente entre potencias elctrica y mecnica es:Pe = W / t = Pm = (F. s) / t; De aqu el trabajo W = (6707 w)(20s) = 134140 Nm. El trabajo tambin es W = F. s; entonces: 134140 Nm = F. s; Si el espacio es s = 4 m; luego la fuerza es F = 134140 Nm / 4 m = 33535 N. Por otra parte F = m.g; m = F / g; entonces, la masa es m = 33535 N / 9.81 (m/s2) = 3418.45 kg; se elevar 3418.45 kg2. Ejercicio.- Se debe comprar un motor para un ascensor, que debe elevar 1000 kg en 12 s a 3 m. Se dispone de una tensin continua de 400 V. Suponiendo que el rendimiento del motor ser del 78 %. A) Qu potencia til debe suministrar el motor?; b) Qu potencia consumir el motor de la red?; c) Cul ser la intensidad de la corriente en los cables?3. Ejercicio.- Por qu el rendimiento es siempre menor que 1?4. Ejercicio.- Un motor de corriente continua a 220 V, est funcionando durante 10 horas. La intensidad nominal vale 41.6 A. a) Cunto vale la potencia consumida? b) Qu trabajo elctrico ha desarrollado?

5. INSTALACIONES INTERIORES DE VIVIENDAS5.1. GRADO DE ELECTRIFICACIN DE VIVIENDASSegn establece el Reglamento Electrotcnico de Baja Tensin en la norma MIBT 010, en lo que se refiere a suministros en baja tensin, la carga por vivienda depende del grado de electrificacin que quiera alcanzarse.A efectos de la previsin de carga por vivienda, se establecen los siguientes grados de electrificacin:ELECTRIFICACIN MNIMACon una previsin de demanda mxima de 3 kW., permite una utilizacin de cargas fijadas en dicha norma.El grado de electrificacin de las viviendas, ser el que desee el propietario de acuerdo con su utilizacin, pero este vendr determinado como mnimo por la superficie de la vivienda. As, para una electrificacin mnima, se considera como lmite de aplicaciones una superficie mxima de 90 m2.Esquema general:El nmero mnimo de circuitos ser segn MIBT 022:- Un circuito destinado a puntos fijos de luz y a las tomas de corriente para alumbrado.- Un circuito para las tomas de corriente de otras aplicaciones.ELECTRIFICACIN MEDIACon una previsin de demanda mxima de 5 kW., permite una utilizacin de cargas fijadas en dicha norma.Se considera en este caso para lmite de aplicaciones una superficie mxima de 150 m2.Esquema general:El nmero mnimo de circuitos ser segn M.I.B.T 022.:- Un circuito para puntos fijos de luz y tomas de corriente para alumbrado.- Un circuito para lavadora, calentador de agua y secador.- Uno destinado a cocina.- Uno para tomas de corriente de otras aplicaciones.ELECTRIFICACIN ELEVADALa previsin de demanda total es de 8 kW. y permite la utilizacin de los aparatos correspondientes a la electrificacin "Media", la instalacin de un sistema de calefaccin y de acondicionamiento de aire.En electrificacin elevada se considera para lmite de aplicaciones una superficie mxima de la vivienda de 200 m2.Esquema general:El nmero de circuitos mnimo ser segn MIBT 022:- Dos circuitos destinados a puntos fijos de luz y a tomas de corriente para alumbrado.- Un circuito para lavadoras, calentador de agua y secador.- Un circuito destinado a cocina.- Dos para las tomas de corriente de otras aplicaciones.ELECTRIFICACIN ESPECIALLa previsin de demanda total se determinar en cada caso concreto. Est destinado a viviendas con gran nmero de electrodomsticos o bien con potencias elevadas de estos, o bien con sistema de calefaccin y de acondicionamiento de aire de gran consumo.POTENCIAS A CONTRATAR EN BAJA TENSIN TARIFA 1.0ICPMPotencias a contratar en kW.

IntensidadNominal (A)I+N II220VI + N 127V.

1,50,330---

3,50,7700,445

5---0,635

POTENCIAS A CONTRATAR EN BAJA TENSIN TARIFA 2.0ICPMPotencias a contratar en kW.

IntensidadNominal (A)III+N 380VIII 220VI + N 220V.II220 V.

1,510,60,330,33

321,20,660,66

3,52,31,30,770,77

53,31,91,11,1

7,54,92,91,61,6

106,63,82,22,2

159,95,73,33,3

2013,27,64,44,4

259,55,55,5

3011,46,66,6

3513,37,77,7

40158,88,8

459,99,9

501111

6313,813,8

TARIFAS 3.0, 4.0, B.0 y R.0ICPMPotencias a contratar en kw.

Intensidad nominal (A)III y III + N 380 VIII 220 VI + N 220 VII 220 V

1,510,60,330,33

321,20,660,66

3,52,31,30,770,77

53,31,91,11,1

7,54,92,91,61,6

106,63,82,22,2

159,95,73,33,3

2013,27,64,44,4

2516,49,55,55,5

3019,711,46,66,6

352313,37,77,7

4026,3158,88,8

4529,617,19,99,9

5032,9191111

6341,52413,813,8

805331

1006638

1258248

16010561

20013276

25016595

320211122

400263152

500329191

630415240

700461267

800526305

1000658381

1250823476

16001053610

20001316762

5.2. CARGA TOTAL CORRESPONDIENTE A UN EDIFICIO DE VIVIENDASSer la suma total de las cargas correspondientes a:- Conjunto de servicios generales del edificio.- Locales comerciales.- Conjunto de viviendas.El clculo por separado se realizar de la siguiente manera:a) Carga del conjunto de serviciosSer suma de la potencia instalada en:* Ascensores.* Montacargas.* Alumbrado del portal, escalera y todo el servicio elctrico general del edificio.b) Carga de los locales comerciales* Con un mnimo de 3 kW. por abonado.* Con 100 W / m2.c) Carga del conjunto de viviendasSe efecta multiplicando el nmero de stas por la potencia mxima prevista en cada una de ellas, y a su vez por un coeficiente de simultaneidad (ya que no existe coincidencia de demandas mximas).VALORES DEL COEFICIENTE DE SIMULTANEIDADNmerode abonadosCoeficiente de simultaneidad

Electrificacinmnima y mediaElectrificacinelevada y especial

2 a 410,8

5 a 150,80,7

15 a 250,60,5

mas de 250,50,4

5.3. CARGA TOTAL PARA EDIFICIOS COMERCIALES DE OFICINAS O DESTINADOS A UNA O VARIAS INDUSTRIAS* Edificios comerciales y de oficinas 100 W/m2 y por planta y con un mnimo por abonado de 5 kW.* Edificios industriales 125 W/m2 y por planta.

1. SISTEMAS DE DISTRIBUCIN DE ENERGA ELCTRICASe entiende por sistema de distribucin de energa elctrica a la disposicin adoptada por los conductores y receptores, para lograr que la energa generada en las centrales pueda ser utilizada en los lugares de consumo.Fundamentalmente, una distribucin puede realizarse de dos maneras: en serie o en derivacin.Distribucin serieLa distribucin serie o a intensidad constante, consiste en conectar todos los receptores uno a continuacin del otro, de manera que la intensidad que pasa por uno de ellos, lo hace tambin a travs de todos los dems.Este sistema de distribucin tiene la ventaja de utilizar un conductor de seccin nica, ya que la intensidad es la misma a lo largo de todo el circuito. El principal inconveniente lo tenemos en la dependencia que existe entre los receptores, ya que si uno cualquiera de ellos se interrumpiera, los dems quedaran tambin fuera de servicio.Otro inconveniente del sistema de distribucin serie, es el de tener que utilizar receptores cuya tensin de alimentacin es variable con la potencia consumida, de manera que los receptores de gran potencia tendrn entre sus extremos tensiones muy elevadas.Por los motivos expuestos, la distribucin serie solamente se utiliza en algunos casos muy concretos, como pueden ser la alimentacin de lmparas de incandescencia en tranvas y trolebuses, en plantas anodizadoras y en baos electrolticos.Distribucin en derivacinComo ya es sabido, la distribucin en derivacin o a tensin constante, consiste en ir conectando en paralelo los distintos receptores a lo largo de una lnea de dos o ms conductores.El principal inconveniente de una distribucin en derivacin es la enorme dificultad que se encuentra ante el deseo de mantener constante la tensin de alimentacin, a lo largo del circuito. No obstante, esta distribucin es la que se utiliza en la casi totalidad de los casos, minimizando el inconveniente de la cada de tensin, a base de colocar conductores lo ms gruesos posible, tanto como lo permita la economa..2. ELECCIN DE LAS CARACTERSTICAS DE UNA DISTRIBUCIN EN DERIVACINLas caractersticas fundamentales de una distribucin en derivacin son la tensin y el nmero de conductores utilizados.Ya en el Captulo 2 veamos la influencia de la tensin en la seccin de los conductores: "Las secciones estn en razn inversa del cuadrado de las tensiones", es decir, cuanto mayor sea la tensin utilizada en la distribucin, menor ser el peso de conductor empleado.Naturalmente, en el transporte de energa no existe ms limitacin de la tensin que la correspondiente a la tecnologa de los componentes que intervienen, tales como interruptores, aisladores, transformadores, etc., pero en distribucin tendremos como lmite el de la seguridad de las personas que van a manejar los receptores elctricos. En los inicios de la electricidad, las tensiones de distribucin eran muy bajas, 63V y 125V., pero hoy en da, con la utilizacin de materiales plsticos, magnetotrmicos, diferenciales, tomas de tierra, etc., se puede llegar a distribuir con tensiones del orden de 220 y 380V., sin riesgo excesivo para las personas.Tambin en el Captulo 2 veamos la comparacin entre lneas bifsicas en continua y bifsicas en alterna, as como tambin, la comparacin entre bifsica y trifsica. El resultado fu que la alterna trifsica utilizaba pesos de conductores notablemente menores, por lo que ste era uno de los motivos por los que el transporte se haca en trifsica.Para la distribucin tambin puede hacerse el mismo razonamiento, por lo que fcilmente llegaremos a la conclusin de que las distribuciones actuales se hacen en trifsica y a tensiones que no suelen superar los 380V.Dentro de las distribuciones trifsicas, la ms interesante es la estrella a cuatro hilos, la cual nos permite disponer de una serie de variantes que tendrn ms o menos aplicacin segn sea el caso.En la siguiente figura representamos la disposicin general de una alimentacin a un centro de transformacin C.T., para la distribucin a tres hilos ms neutro. Una lnea de media tensin, por lo general 10 15 kV., alimenta un transformador cuyo primario est conectado en tringulo, y el secundario en estrella. Del centro de la estrella se obtiene el neutro, cuarto conductor conectado a tierra.As constituido, el sistema de distribucin a cuatro hilos, y suponiendo que la tensin entre una cualquiera de las fases y el neutro es de 220V., la tensin compuesta entre las distintas fases ser:En ocasiones tambin encontraremos, a extinguir, distribuciones a 125/220V.Veamos seguidamente las variantes que podremos realizar con un sistema de distribucin trifsica en estrella, con neutro:a) Tres derivaciones a 220 VObtenidas entre una cualquiera de las fases y el neutro, se verifica para cada una de ellas que:Se utiliza para alimentar, a 220V., receptores o grupos de receptores de pequea potencia. Esta disposicin equivale a una conexin de receptores en estrella, tal y como ms adelante indicaremos.b) Tres derivaciones a 380 VSe obtienen entre fases de la red, verificndose para cada una de ellas que:Como en el caso anterior, se utiliza para alimentar, a 380 V, un receptor o grupos de receptores, de pequea potencia.

c) Una derivacin en tringuloCuando se hace uso de las tres fases y stas alimentan a un receptor conectado en tringulo, con sus fases uniformemente cargadas, se verifica que:Se utiliza para alimentar receptores trifsicos de gran potencia, conectados en tringulo.d) Una derivacin en estrellaCuando se hace uso de las tres fases y del hilo neutro, suponiendo que las tres fases estn uniformemente cargadas, se verifica que:Esta disposicin se utiliza para alimentar receptores trifsicos de gran potencia, conectados en estrella, con o sin neutro.Tambin se utiliza para conectar grupos de receptores monofsicos en estrella, como es el caso del alumbrado viario. Ahora, la utilidad del hilo neutro es evidente, ya que si por alguna causa se produce un desequilibrio, la intensidad se cierra por el neutro, evitando con ello el correspondiente desequilibrio de tensiones. Es por este motivo por el que nunca deben colocarse fusibles en el hilo neutro.El sistema de distribucin a cuatro hilos es el preferido para una red trifsica, sobre todo para los casos de alumbrado o para alumbrado y fuerza motriz. Es aconsejable la utilizacin de transformadores con conexin Dy o Yz, de manera que cuando la carga est muy desequilibrada, este desequilibrio tenga menor influencia en el primario del transformador, en la lnea y en los generadores1.3. COMPARACIN DE LOS PESOS DE COBRE DE LOS DISTINTOS SISTEMAS DE DISTRIBUCINResulta de sumo inters la comparacin de los pesos de cobre o aluminio que entrarn a la hora de realizar un sistema de distribucin, segn los tres sistemas tradicionales: monofsico, trifsico en tringulo y trifsico en estrella.Sea una distribucin monofsica que alimenta a tres receptores iguales, por ejemplo tres lmparas, y que tiene una tensin inicial U y una tensin en los receptores U. Llamando I a la intensidad que circula por cada lmpara, la intensidad de lnea ser I1 = 3 I, siendo S1 la seccin del hilo conductor, al que le corresponde una resistencia R1.

Segn estos datos, puede deducirse fcilmente la cada de tensin V en la lnea:Sea ahora un sistema trifsico en tringulo que presenta una tensin inicial de lnea E=U y una tensin en los receptores E=U, para alimentar a tres lmparas exactamente iguales que las utilizadas en el caso anterior. Llamando I a la intensidad que circula por cada lmpara, la intensidad de lnea I2 ser la suma vectorial de las intensidades de dos de las lmparas

En este caso, la cada de tensin V, entre fases, resultar ser:Cuando la alimentacin de las tres lmparas la hagamos en estrella, la tensin inicial de lnea deber ser de , para que de esta forma al final tengamos una tensin , correspondindole a cada lmpara una tensin U. En este caso, la intensidad de lnea I3 es igual a la intensidad por cada lmpara, es decir, I3 = I, y llamando S3 a la seccin de cada uno de los tres conductores, R3 ser su resistencia correspondiente.

Ahora, la cada de tensin entre fases ser:y entre fase y neutro:Con estos datos de partida ya podemos comparar las tres distribuciones anteriores, teniendo presente que los tres receptores que hemos supuesto como cargas del circuito, pueden ser otro tipo de receptores o grupo de ellos:a) Comparacin entre monofsica y trifsica en tringuloSe trata de comparar las secciones de los conductores que intervienen en un sistema monofsico (S1) con respecto a otro idntico trifsico en tringulo (S2), para una misma cada de tensin, por lo tanto igualando las expresiones (1) y (2), obtenemos:de donde se deduce que:S1 = 2 S2

Es decir, que en un sistema monofsico, la seccin que habr que colocar, para una misma cada de tensin, ser el doble que la correspondiente a un sistema trifsico en tringulo. Bien es verdad, que uno utiliza dos conductores, mientras que el otro utiliza tres, y siendo los pesos de cobre o aluminio, que entran en cada una de las instalaciones, P1T = K 2 S1 y P2T = K 3 S2:y por lo tanto:

con lo que se produce un ahorro de un 25% al emplear trifsica en tringulo en lugar de monofsica.b) Comparacin entre trifsica en tringulo y en estrellaIgualando las cadas de tensin, expresiones (2) y (3), obtenemos:Siendo en este caso, P2T = K 3 S2 y P3T = K 3 S3:de donde:

con lo que se produce un ahorro del 67% al emplear trifsica en estrella en lugar de trifsica en tringulo.c) Comparacin entre monofsica y trifsica en estrellaIgualando las cadas de tensin, expresiones (1) y (3), obtenemos:Como sabemos que P1T = K 2 S1 y P3T = K 3 S3:y por lo tanto:

con lo que se produce un ahorro de un 75% al emplear trifsica en estrella en lugar de monofsica.Suponiendo que la distribucin trifsica en estrella lleva neutro, como es lo normal, y que a ste se le da una seccin mitad que la de un hilo activo, tendremos:y por lo tanto:de donde deducimos que:

por lo tanto, el ahorro es en este caso del 71%.As pues, no cabe duda de que la distribucin trifsica en estrella adems de tener las ventajas que ya se expusieron, resulta ser el sistema mas econmico en lo que a gasto de conductor se refiere. Por estos motivos, esta distribucin es la que ms se utiliza, especialmente en los casos de demanda de grandes potencias, utilizando la distribucin monofsica nicamente en aquellos casos en los que la potencia demandada sea relativamente pequea, como por ejemplo en viviendas.2.1. REDES DE DISTRIBUCINLas redes de distribucin estn formadas por conductores que, procedentes de centros de transformacin (C.T.), tienen la finalidad de ir alimentando las distintas acometidas que van encontrando a su paso.Se denomina acometida a la parte de instalacin comprendida entre la red de distribucin y la caja general de proteccin C.G.P. De la caja general de proteccin se deriva la lnea o lneas repartidoras, que van a parar al cuarto o cuartos de contadores, desde donde parten las derivaciones individuales a cada una de las viviendas o locales, en cuya entrada se halla el interruptor de control de potencia mxima, I.C.P.M.Todo este conjunto, cuya finalidad no es otra que la de suministrar la potencia elctrica contratada por cada uno de los abonados, debe reunir ciertos requisitos en lo que a cada de tensin se refiere, ya que sta deber estar comprendida dentro de los lmites establecidos del 7%; es decir, que si la tensin nominal contratada es de 220V., los lmites de variacin mximos admitidos sern: 220 + 7% = 235,4 Vy220 - 7% = 204.6 VPara poder cumplir esta exigencia, las cadas de tensin mxima admitidas en los distintos tramos de la lnea se hallan especificadas en el Reglamento Electrotcnico de Baja Tensin, para su obligado cumplimiento. As, tendremos que:* Acometidas derivadas de una red de distribucin: 0.5%* Acometidas derivadas directamente de un centro de transformacin: 5%* Lneas repartidoras destinadas a contadores instalados en forma individual o concentrados en planta: 1%* Lneas repartidoras destinadas a contadores totalmente concentrados: 0.5%* Derivaciones individuales con contadores instalados en forma individual o concentrados por plantas: 0.5%* Derivaciones individuales con contadores totalmente concentrados: 1%Una red de distribucin alimentada por uno solo de sus extremos tiene el inconveniente de que, si por algn motivo, fallara la alimentacin al centro de transformacin, el propio centro de transformacin, o la red de distribucin, todos los abonados del sector afectado se quedaran sin suministro elctrico.Por motivos de seguridad en el suministro, las redes de distribucin se hallan interconexionadas unas con otras, formando complejas redes que dejan conectados en paralelo todos los centros de transformacin. Por otra parte, la interconexin de redes de distribucin favorece el reparto de las intensidades segn las cargas de cada momento, aprovechando mejor las secciones de los conductores, con la consiguiente disminucin de las cadas de tensin.Esta idea de la formacin de mallas cerradas no solamente se aplica a redes de distribucin en baja, 220/380V., sino que tambin se utiliza en media y alta tensin. As, las subestaciones de trasformacin primaria, S.E.T., a 132 220 kV., se hallan unidas entre s formando una red cerrada que contornea la ciudad que pretende alimentar; a su vez, estas subestaciones alimentan a las estaciones transformadoras de distribucin, E.T.D., a 45 kV., que tambin forman una red subterrnea cerrada, unidas por las llamadas arterias o feeders. Finalmente las salidas de estas estaciones transformadoras, a 10 15 kV., alimentan a los centros de transformacin, C.T., de donde salen las redes de distribucin a 220/380V.

Esta compleja red de distribucin que se extiende a lo largo y ancho de las ciudades, tiene como principal objetivo conseguir una gran seguridad en el servicio, as como tambin obtener una mnima variacin en la cada de tensin y un gasto mnimo de cobre y aluminio.2. ARTERIAS Y CENTROS DE TRANSFORMACINComo ya hemos indicado anteriormente, las arterias o feeders son conductores que unen las estaciones transformadoras de distribucin, E.T.D., con los centros de transformacin, C.T., los cuales alimentan a su vez a las redes de distribucin. La posibilidad de alimentar por un solo punto una red de distribucin queda desechada debido a la necesidad de mantener las cadas de tensin dentro de ciertos lmites. Lo contrario obliga a colocar conductores de mucha mayor seccin, con un costo ms elevado. La alimentacin mediante un nmero relativamente grande de centros de transformacin se hace imprescindible, teniendo siempre presente que cuanto mayor sea su nmero, menor ser el coste de los conductores de la distribucin, pero en cambio, el coste de las arterias y el de los transformadores aumentar. Por consiguiente, teniendo presente esta idea, en cada caso se har lo que se estime ms conveniente desde el punto de vista econmico.Los centros de transformacin se extienden a lo largo de las calles y se hallan situados debajo de las aceras o en locales reservados para este fin. Las potencias de los transformadores que albergan son muy diversas pero, por lo general, estn comprendidas entre 100 y 800 kVA.Es importante destacar que de acuerdo con el artculo 17 del Reglamento Electrotcnico para Baja Tensin, cuando se construya un local, edificio o agrupacin de stos, cuya previsin de cargas exceda de 50 kVA., o cuando la demanda de potencia de un nuevo suministro sea superior a esa cifra, la propiedad del inmueble deber reservar un local destinado al montaje de la instalacin de un centro de transformacin. Posteriormente, la Compaa Suministradora decidir si hace uso o no del local reservado.2.3. IMPOSIBILIDAD DE CALCULAR EXACTAMENTE UNA RED DE DISTRIBUCINEsta imposibilidad radica en la dificultad de establecer a priori las condiciones de trabajo de la red, as como las variaciones de estas condiciones, ya que en un mismo proyecto de estudio, varan segn la poca, estado econmico, industrial, etc..Para realizar un clculo exacto de la red, es indispensable conocer un conjunto de datos como:* Nmero de acometidas a alimentar.* Posicin exacta de las acometidas.* Corriente mxima a prever para cada acometida.* Potencia elctrica total necesaria para cada una de ellas.* Coeficientes de utilizacin.Lo cual refuerza la idea de la imposibilidad de conocer, antes de construir la red, un conjunto de datos que en su mayora se conocen despus de su construccin.Suponiendo que conocisemos todos los datos antes citados, y considerando que estas redes suelen ser de gran extensin, su clculo sera largusimo y enrevesado, por tanto ser necesario realizar clculos aproximados, considerando acometidas uniformemente repartidas o concentradas en puntos determinados. Con esto sera suficiente, puesto que haciendo clculos exactos, llega un momento en que si cambian las condiciones, (por ejemplo, diferente reparto de corrientes, cambian los resultados, haciendo intiles dichos clculos).Para su estudio, de una manera muy simple, podremos descomponer cualquier distribucin en tres casos bien definidos:1.- Distribucin abierta.2.- Distribucin cerrada.3.- Distribucin abierta ramificada.2.4. CLCULO DE LA SECCIN DE UN DISTRIBUIDOR ABIERTO DEL QUE SE DERIVAN DIFERENTES ACOMETIDASSupongamos un distribuidor que partiendo de un centro de transformacin C, se derivan de l una serie de acometidas y tiene libre el extremo ms alejado de C, "Distribuidor abierto".Llamando l1, l2, l3, ... ln, a las distancias entre cada una de las diferentes acometidas, I1, I2, I3, ... In a las respectivas intensidades, S a la seccin del conductor del distribuidor, y V a la cada de tensin mxima admitida hasta la acometida mas alejada, In, tendremos que en el caso de un distribuidor bifilar en corriente continua, se verificar que la cada de tensin total V, es igual a la suma de las cadas de tensin parciales, V1, V2, V3, ... Vn.V = V1 + V2 + V3 + ... + Vnde donde:Esta frmula hace referencia a las "distancias cortas l" que hay entre las acometidas I1, I2, I3, ..... In. Si nos referimos a las "distancias largas L", que existen entre el centro de transformacin y cada una de las acometidas, podremos deducir fcilmente que:de donde se obtiene,

Cualquiera de estas frmulas puede ser vlida para el clculo de la seccin de un distribuidor, utilizando una u otra en funcin de la simplicidad que obtengamos al aplicarlas.Hemos supuesto un conductor de seccin constante, lo cual determina una prdida relativamente grande en los primeros tramos del conductor, en donde las densidades de corriente son grandes, mientras que en los ltimos tramos las prdidas son pequeas, por ser pequeas las densidades de corriente.Si empleramos un distribuidor con diferentes secciones, relacionadas con la magnitud de la intensidad que por ellos circula, obtendramos unas prdidas mnimas y una reduccin del peso del conductor. Esto tiene dos inconvenientes: los empalmes que hay que ir realizando, y la necesidad de disponer de un gran nmero de secciones comerciales.SECCIONES COMERCIALES mm2

1.535240

2.550300

470400

695500

10120630

16150

25185

Slo en aquellos casos en los que la distribucin es muy larga, se recomienda dividirla en dos o tres tramos de secciones diferentes.Como los conductores estn normalizados comercialmente, fijaremos su seccin de acuerdo con el conductor comercial ms prximo al hallado, por exceso, comprobando que la densidad de corriente que le corresponde, al principio de la lnea, cumple el Reglamento.Una vez comprobada la densidad de corriente se calcular la cada de tensin que le corresponde con la seccin comercial elegida, y que naturalmente ser menor, ya que el conductor lo hemos elegido dentro de las secciones comerciales, por exceso.Las soluciones planteadas se han resuelto considerando lneas en continua. Veamos seguidamente los distintos casos que se pueden plantear en alterna, partiendo de la frmula general que nos da la cada de tensin en una lnea monofsica de corriente alternade la que fcilmente podremos sacar las conclusiones siguientes, extendiendo el supuesto a "n" nmero de acometidas:1) Lneas monofsicas de corriente alternaa) Para corriente alterna monofsica, la cada de tensin resulta ser:

En la que Xu = u es la reactancia unitaria del conductor en /m. b) En muchas ocasiones puede prescindirse de la componente reactiva propia de la lnea, u= 0, obteniendo los siguientes resultados:Cualquiera de las frmulas expuestas es vlida para el clculo de la seccin de un distribuidor, aplicando una u otra segn las hiptesis planteadas. Es de notar, que la cada de tensin en las frmulas deducidas arriba es V que equivale a V.2) Lneas trifsicasPara el caso de lneas trifsicas, si la cada de tensin la referimos a una fase con respecto al hilo neutro "cada de tensin simple", la seccin del distribuidor se calcular con las frmulas siguientes:a) Considerando cargas inductivas y un cierto coeficiente de autoinduccin de la lnea:b) Considerando cargas inductivas y un coeficiente de autoinduccin de la lnea despreciable:;

Si la cada de tensin la referimos a la tensin compuesta entre fases, estas frmulas debern estar multiplicadas por 3. As, en la tensin Y multiaterrada: nominal 380/220 V y mximo 400/230 V; de la tensin tringulo: nominal 220 V y mximo 230 V.

En ocasiones estas frmulas pueden venir expresadas en funcin de la potencia activa por fase, Pa (vatios), de cada una de las acometidas; si multiplicamos numerador y denominador por la tensin simple U, tendremos:

En la ltima frmula de la seccin (S); para una lnea monofsica U ser la tensin nominal 220 V y mximo 230 V, y para la lnea trifsica se multiplicar por : en tringulo U ser la tensin nominal 220 V y mximo 230 V y en la tensin Y multiaterrada U ser nominal 380 V y mximo 400 V. La cada de tensin V ser parte de la tensin U.Seguidamente veamos algunos ejemplos que nos ayudarn a comprender mejor todo lo dicho:EJEMPLO 1De una subestacin de distribucin, se tiene una lnea abierta trifsica, y alimenta 4 cargas tambin trifsicas distanciadas en metros, el primero son casas que totalizan 50 amperios con factor de potencia (fp) 0.8, el segundo un taller mecnico con 20 amperios y fp. 0.6, el tercero tambin casas con 30 amperios fp. 0.9 y por ltimo un horno con 15 amperios. La resistividad del cobre como conductor, = 0.018 mm2/m. Se sabe que la cada de tensin permitida mxima es 5 % de la tensin nominal mxima de 230 V, y que para nuestro caso se limita una cada de tensin del 2,5%. (Utilizar cable subterrneo donde se desprecia la autoinduccin). Determinar la seccin del conductor a utilizar en cada una de las fases. a) Resolver con seccin constante y b) con seccin cnica. Solucin.--Si la cada de tensin simple y mxima es V = 5 (230)/100 = 11.5 V. Luego, la cada de tensin limitada en la lnea deber ser: V = 2.5 (230)/100 = 5.75 V.- Los valores complejos de las intensidades, sern:I1 = 40 j 30;I2 = 12 j 16;I3 = 27 j 13;I4 = 15 j 0; Las intensidades resistivas son: I1 = 50(0.8) = 40A; I2=20(0.8) = 12A; I3 = 30(0.9) = 27A; I4 = 15(1) = 15Aa)Criterio de la seccin constantela expresin es: ; donde: Las distancias de la Subestacin a cada carga es: L1 = 20 m, L2 = 50 m, L3 = 90 m, L4 = 110 m. V = 5.75 V. Tambin, considerando la corriente resistiva de las cargas: I1 = 40 A, I2 = 12 A, I3 = 27 A, I4 = 15A. Entonces la seccin obtenida con la expresin es: ; . Por capacidad de conduccin se tiene, el total de cargas:40A + 12A + 27A + 15A = 94 A, y de la tabla de conductores el cable trifsico tipo NYY de seccin 16 mm2 permite llevar en el suelo una intensidad corregida por temperatura de 90 A cuando est paralelo, y el cable de 25 mm2 permite 118 A. Entonces se elige ste ltimo.b. Criterio de la seccin cnica. La expresin de la densidad de corriente trifsico:La seccin, obtenida de la expresin general, ser: ; y las secciones individuales por tramos son: ; ; ; ; El clculo es, para la densidad de carga (d) y luego las secciones por tramos: ; y las secciones individuales son: ; ; ; ; A continuacin se selecciona los conductores estandarizados: S1 = 35 mm2; S2 = 25 mm2; S3 = 16 mm2; y S4 = 6 mm2.EJEMPLO 2.- Solucionar el ejercicio anterior, con los mismos datos pero considerando la tensin de distribucin nominal 380/220 voltios trifsico de 4 hilos, para una tensin mxima de 400/230 voltios.4. INTERRUPTORES4.1. INTERRUPTORESInicialmente definiremos un interruptor como un dispositivo mecnico de conexin y desconexin elctrica, capaz de establecer, soportar e interrumpir la corriente en las condiciones normales de funcionamiento del circuito donde va asociado.Para interrumpir la corriente en un receptor monofsico, es suficiente abrir ste en un solo punto, por medio de un interruptor unipolar, pero procediendo as no lograremos aislar el receptor de la lnea, puesto que ste queda al potencial de la fase no cortada.Para lograr aislar por completo un receptor o una instalacin cualquiera, es necesario abrir el circuito por tantos puntos como conexiones tenga con la lnea que lo alimenta. As, pues, los interruptores unipolares solamente se utilizarn en pequeos receptores de uso domstico, debiendo utilizar en los dems casos interruptores con tantos polos como conductores lo alimentan.Las condiciones exigidas a un buen interruptor debern ser inicialmente las siguientes:1) Que las superficies de las piezas que realizan el contacto elctrico, sean suficientes para dejar paso a la intensidad nominal prevista en el circuito donde ha de ser colocado, sin provocar excesivas elevaciones de temperatura.2) Que el arco de ruptura, que sin duda se formar cuando abramos el circuito, se extinga lo ms rpidamente posible, de manera que no forme arco permanente, ya que de lo contrario se destruiran rpidamente los contactos.La primera condicin se logra dimensionando ampliamente la superficie de las piezas que forman el contacto elctrico, procurando que sea lo ms perfecta posible y haciendo que exista una cierta presin entre dichas piezas. As, podremos decir que la intensidad nominal que puede circular por los contactos de un interruptor, es directamente proporcional a la superficie de los contactos y a la presin ejercida sobre ellos.La rpida extincin del arco se logra con gran sencillez cuando la tensin e intensidad nominal del interruptor son pequeas. Por el contrario, en interruptores para elevadas tensiones e intensidades, la dificultad en extinguir el arco crece enormemente segn estas dos variables.Cuando un interruptor en servicio est cerrado, existe una cierta presin entre sus contactos que hace que la superficie de contacto sea mxima y por tanto la corriente que por el circula lo har con una densidad de corriente mnima (mnima elevacin de la temperatura). En la maniobra de apertura, al iniciarse el despegue de los contactos, lo primero que se obtiene es una disminucin de presin con el consiguiente aumento de la densidad de corriente. En el instante de la separacin de los contactos, la finsima capa de aire que los separa es atravesada por la corriente, provocando una rpida elevacin de temperatura que da lugar a un resplandor azulado extremadamente brillante de la chispa, a la vez que se tiene un elevado campo elctrico entre los contactos capaz de producir una fuerte emisin de electrones en el contacto que hace el papel de ctodo.Si la corriente que interrumpen los contactos es dbil, la elevacin de temperatura de la chispa no alcanzar el valor suficiente como para provocar la fusin y volatilizacin del metal de los contactos, pero a partir de cierto lmite, la temperatura llegar a sobrepasar el punto de fusin y volatilizacin del metal, haciendo que la chispa se torne conductora y produzca el "arco", es decir, una llama de color netamente diferente del de la chispa.La diferencia entre la chispa y el arco depende, en consecuencia, de la mayor o menor intensidad de la corriente en el momento en que los contactos se separan.El arco se manifiesta como una columna gaseosa incandescente segn una trayectoria aproximadamente rectilnea entre los electrodos, cuyo ncleo alcanza temperaturas comprendidas entre 6.000 y 10.000 C. Al mismo tiempo, y dada la constitucin de los arcos elctricos, podemos decir que son conductores y extremadamente mviles, es decir, que se desplazan fcilmente bajo el efecto de corrientes de aire y campos magnticos.Analizando la maniobra de apertura de un interruptor en lo que a tensin e intensidad se refiere, podemos apreciar cmo en el instante antes de iniciarse la apertura, la tensin entre sus extremos es prcticamente nula y la intensidad que por l circula es la que en ese momento demanda el circuito (Ir). Iniciada la apertura y establecido el arco, este se ir alargando a medida que los contactos se separan, y en consecuencia, la intensidad ir disminuyendo hasta anularse. La tensin entre extremos de los contactos pasa desde un valor prcticamente nulo (contacto cerrado), hasta un valor igual a la tensin de lnea (Er) (contacto abierto).Durante el tiempo tr que dura la apertura del interruptor, existen infinitos pares de valores (er ; ir ) que determinan la potencia desarrollada por el arco en cada instante, por lo tanto, el trabajo de ruptura desarrollado por el arco en el tiempo tr, ser:No conociendo las funciones de variacin de er e ir, no podremos conocer el trabajo de ruptura, por lo que deberemos obtenerlo de una forma experimental. As, siendo Er e Ir la tensin e intensidad mxima por el interruptor, el trabajo de ruptura ser inferior a Er . Ir . tr, pudiendo admitir que:K es una constante cuyo valor suele ser aproximadamente igual a 0,1.Las conclusiones que podemos extraer de esta frmula son inmediatas, pues si reflexionamos sobre la necesidad de que el trabajo de ruptura debe ser lo menor posible, ya que de l depende la vida de los contactos, tendremos que conseguir interruptores cuyos contactos sean capaces de cortar el arco elctrico en un tiempo lo ms pequeo posible, y siendo tr = d/v, deducimos que la velocidad de separacin de los contactos (v) debe ser lo mayor posible y la separacin necesaria para cortar el arco (d) lo menor posible.Sustituyendo:En la mayor parte de los interruptores, la velocidad de separacin de los contactos la dan muelles antagonistas capaces de imprimir a los contactos velocidades de separacin relativamente grandes, y por lo tanto, tiempos de corte pequeos, del orden de centsimas de segundos.Si en lugar de un nico par de contactos, disponemos de dos pares de contactos en serie, mecnicamente unidos, tal y como se muestra en la figura, conseguimos duplicar el arco, lo cual equivale a decir que la velocidad de corte se ha duplicado, o lo que es igual, el tiempo y el trabajo de ruptura se han reducido a la mitad. Esta es la disposicin que adoptan la mayor parte de los interruptores denominados "contactores".La separacin necesaria para que los contactos puedan cortar el arco, depende del medio donde ste se produce. El medio es generalmente el aire, sobre todo en interruptores de baja tensin, pero encontraremos casos en los que el medio es el vaco, aceite mineral, exafluoruro de azufre, etc.Por otra parte, dada la gran facilidad de desplazamiento del arco elctrico, en algunas ocasiones veremos como ciertos interruptores disponen de dispositivos para alargar artificialmente el arco, consiguiendo una longitud del arco mayor que la que correspondera en condiciones normales. El soplado de aire a presin o magntico, son los procedimientos ms comnmente utilizados.4.2. CONTACTORESPodemos definir un contactor como un aparato mecnico de conexin y desconexin elctrica, accionado por cualquier forma de energa, menos manual, capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes en condiciones normales del circuito, incluso las de sobrecarga.Las energas utilizadas para accionar un contactor pueden ser muy diversas: mecnicas, magnticas, neumticas, fludricas, etc.. Los contactores corrientemente utilizados en la industria son accionados mediante la energa magntica proporcionada por una bobina, y a ellos nos referimos seguidamente.Un contactor accionado por energa magntica, consta de un ncleo magntico y de una bobina capaz de generar un campo magntico suficientemente grande como para vencer la fuerza de los muelles antagonistas que mantienen separada del ncleo una pieza, tambin magntica, solidaria al dispositivo encargado de accionar los contactos elctricos.As pues, caracterstica importante de un contactor ser la tensin a aplicar a la bobina de accionamiento, as como su intensidad potencia. Segn sea el fabricante, dispondremos de una extensa gama de tensiones de accionamiento, tanto en continua como en alterna siendo las ms comunmente utilizadas, 24, 48, 220, y 380. La intensidad y potencia de la bobina, naturalmente dependen del tamao del contador.El tamao de un contactor, depende de la intensidad que es capaz de establecer, soportar e interrumpir, as como del nmero de contactos de que dispone (normalmente cuatro). El tamao del contactor tambin depende de la tensin mxima de trabajo que puede soportar, pero esta suele ser de 660 V. para los contactores de normal utilizacin en la industria. Referente a la intensidad nominal de un contactor, sobre catlogo y segn el fabricante, podremos observar contactores dentro de una extensa gama, generalmente comprendida entre 5 A y varios cientos de amperios. Esto equivale a decir que los contactores son capaces de controlar potencias dentro de un amplio margen; as, por ejemplo, un contactor para 25 A. conectado en una red bifsica de 380 V. es capaz de controlar receptores de hasta 380 25=9.500 VA. y si es trifsica 3 220 25=16.454 VA. Naturalmente nos referimos a receptores cuya carga sea puramente resistiva (cos = 1), ya que de lo contrario, las condiciones de trabajo de los contactos quedan notablemente modificadas.Cuando el fabricante establece la corriente caracterstica de un contactor, lo hace para cargas puramente hmicas y con ella garantiza un determinado nmero de maniobras, pero si el cos de la carga que se alimenta a travs del contactor es menor que uno, el contactor ve reducida su vida como consecuencia de los efectos destructivos del arco elctrico, que naturalmente aumentan a medida que disminuye el cos .Por lo general, los contactores que utilicemos referirn sus caractersticas a las recomendaciones C. E. I (Comit Electrotcnico Internacional), que establecen los siguientes tipos de cargas:AC-1Para cargas resistivas o dbilmente inductivas cos = 0,95.AC-2Para cargar inductivas (cos = 0.65) .Arranque e inversin de marcha de motores de anillos rozantes.AC-3Para cargas fuertemente inductivas (cos = 0.35 a 0.65). Arranque y desconexin de motores de jaula.AC-4Para motores de jaula: Arranque, marcha a impulsos y frenado por inversin.Por ejemplo, el contactor de 25 A. al que nos referamos anteriormente, corresponde al modelo AC 3-9 de Sprecher, el cual en AC-1 puede controlar una potencia de 16 kW. a 380 V., mientras que en AC-3 solamente puede controlar 4 kW. a 380 V.Prcticamente, la casi totalidad de las aplicaciones industriales, tales como mquinas-herramientas, equipos para minas, trenes de laminacin, puentes-gras, etc, precisan de la colaboracin de gran nmero de motores para realizar una determinada operacin, siendo conveniente que puedan ser controlados por un nico operador situado en un "centro de control", desde donde sea posible observar y supervisar todas las partes de la instalacin. Esta clase de trabajo no se puede realizar con interruptores o cualquier otro elemento de gobierno que precise de un mando manual directo, debido a que el operador no tendra tiempo material de accionar los circuitos que correspondiesen de acuerdo con las secuencias de trabajo. Estos y otros problemas similares pueden quedar solventados con el uso de contactores montados segn un circuito de marcha-paro que denominaremos "funcin memoria" y que es base de los automatismos elctricos.La funcin memoria en su forma ms simple la hemos representado como aplicacin al accionamiento de un motor trifsico. Este circuito consta de dos pulsadores, uno de marcha (M) normalmente abierto y otro de paro (P) normalmente cerrado; asmismo, dispone de un contactor con cuatro contactos normalmente abiertos, tres para el accionamiento del motor y uno para el control de la funcin memoria. Al pulsar M, la bobina del contactor se excita, el contactor cierra sus contactos y por tanto el contacto R de retencin de la funcin memoria retiene la alimentacin aunque dejemos de pulsar M (motor en marcha). Si por alguna circunstancia pulsamos P la alimentacin de la bobina del contactor queda cortada, el contacto de retencin se abre quedando la funcin memoria en situacin de reposo (motor parado)..3. INTERRUPTORES AUTOMTICOS Los interruptores automticos son aparatos destinados a establecer e interrumpir circuitos elctricos, con la particularidad de que precisan una fuerza exterior que los conecte pero que se desconectan por s mismos, sin deteriorarse, cuando el circuito en que se hallan presenta ciertas anomalas a las que son sensibles.Normalmente dichas anomalas son:- Sobreintensidades.- Cortocircuito.- Sobretensiones o bajas tensiones.- Descargas elctricas a las personas.Los automticos que reaccionan ante estas anomalas se denominan respectivamente: Trmicos, Magnticos, de mxima o mnima tensin y Diferenciales.4.4. INTERRUPTORES TRMICOSSon interruptores automticos que reaccionan ante sobreintensidades ligeramente superiores a la nominal, asegurando una desconexin en un tiempo lo suficientemente corto para no perjudicar ni a la red ni a los receptores asociados con l.Para provocar la desconexin, aprovechan la deformacin de una lmina bimetlica, que se curva en funcin del calor producido por la corriente al pasar a travs de ella.La curva caracterstica de un disparo trmico es la representada en la figura 2.El dispositivo trmico permite trabajar en la zona A pero no llegar a la zona B. La interrupcin del circuito se efecta siempre cuando las condiciones de trabajo llegan a la zona rayada que marca la separacin entre ambas. Esta zona rayada marca las tolerancias lgicas que tendr la fabricacin de este tipo de aparatos.As, pues, en la curva de la figura 2, que citamos a ttulo de ejemplo, circulando una intensidad de 3A., el interruptor no desconectara nunca.Con 10A. iniciara la desconexin a los 35 seg., y con 30 A. la desconexin se iniciar a los 15 seg.La forma y lmites de la curva caracterstica de un interruptor trmico vara segn la tcnica empleada en el sistema de caldeo de la bilmina.4.5. INTERRUPTORES MAGNTICOSSon interruptores automticos que reaccionan ante sobreintensidades de alto valor, cortndolas en tiempos lo suficientemente cortos como para no perjudicar ni a la red ni a los aparatos asociados a ella.Para iniciar la desconexin se sirven del movimiento de un ncleo de hierro dentro de un campo magntico proporcional al valor de la intensidad que circula.La curva caracterstica de un disparo magntico es la representada en la figura siguiente.El dispositivo permite trabajar en la zona A pero no en la B. La desconexin se efecta cuando las condiciones del circuito llegan a la zona rayada de separacin entre ambas.As pues, para la curva ejemplo de la figura 3, cualquier intensidad menor de 4,25 A, no provocara la desconexin, por ms tiempo que estuviera circulando. En cambio, para cualquier intensidad mayor de 4,75 A, provocara la desconexin inmediata.El lmite inferior de la curva (unos 4 milisegundos), viene determinado por el tiempo que transcurre desde el instante de establecimiento de la intensidad, hasta la extincin del arco. Este tiempo marca la inercia mecnica y elctrica propia de estos aparatos.4.6. INTERRUPTORES MAGNETO-TRMICOSGeneralmente, los interruptores automticos combinan varios de los sistemas de proteccin descritos, en un solo aparato. Los ms utilizados son los magneto-trmicos.Poseen tres sistemas de desconexin: manual, trmico y magntico. Cada uno puede actuar independientemente de los otros, estando formada su curva de disparo por la superposicin de ambas caractersticas, magntica y trmica.En el grfico de la figura 4. puede verse la curva de desconexin de un magneto-trmico, en la que se aprecia una zona A, claramente trmica, una zona B que corresponde a la reaccin magntica, y la zona de solape C, en donde el disparo puede ser provocado por el elemento magntico o trmico indistintamente.Normalmente, en los grficos en que se ilustra la curva caracterstica de los magneto-trmicos, se concede el eje vertical a la escala de tiempos, graduada logartmicamente, y el eje horizontal a la escala de intensidades, graduada tambin a escala logartmica, y en mltiplos de la intensidad nominal. As, por ejemplo, un punto 3 In corresponder a 30A, si el aparato es de 10A, o bien a 75A, si el aparato es de 25A, etc.Como en casos anteriores, la zona de tolerancia delimita las dos zonas caractersticas de "no desconexin" y de "segura desconexin". As, para una intensidad 2,5 In podra suceder la desconexin entre los 15 y los 60 sg, siendo correcto cualquier tiempo intermedio de disparo.Mecnicamente, podemos decir que estos interruptores disponen de desconexin libre, es decir, que cuando se produce una desconexin, ya sea por sobrecarga o cortocircuito, el aparato desconecta aunque se sujete la manecilla de conexin.Para los magneto-trmicos bipolares o tripolares, podemos decir tambin que cuando una fase es afectada en la desconexin, sta se efecta simultneamente en todos los polos mediante transmisin interna, independiente de la pieza de unin entre manecillas.4.6.1. APLICACIONES DE LOS MAGNETOTRMICOSSi comparamos los fusibles con los magneto-trmicos, veremos cmo estos ltimos presentan una mayor seguridad y prestaciones ya que interrumpen circuitos con ms rapidez y capacidad de ruptura que los fusibles normales. Despus, a la hora de restablecer el circuito, no se precisa ningn material ni persona experta, basta presionar un botn o mover un resorte que se halla perfectamente aislado y visible.Por contra, un fusible requiere el gasto de compra de un cartucho nuevo, su colocacin en la base, sometida a tensin y una persona lo bastante capacitada para efectuar estas operaciones. Estas molestias ocasionadas por la fusin de un fusible, llevan en muchas ocasiones a colocar cartuchos inadecuados, por personas inexpertas, ignorando el peligro que esto puede ocasionar a las personas y aparatos que con l van asociados.Cuando se trata de magneto-trmicos tripolares, si una fase sufre perturbaciones, al disparar su polo arrastra a los otros dos y desconecta completamente el sistema. Si este circuito se hubiera protegido slo con tres fusibles, se fundira el correspondiente a la fase perjudicada y dejara a todo el sistema en marcha con slo dos fases, con los consiguientes peligros de averas que tal estado acarrea en determinados circuitos.Con todo lo dicho anteriormente no pretendemos descalificar los fusibles, pero s podemos asegurar que su utilizacin se vio notablemente reducida despus de la aprobacin, en 1973, del Reglamento Electrotcnico de Baja Tensin, el cual regulaba la utilizacin de estos aparatos. La fabricacin masiva de los magneto-trmicos hace que su actual precio sea realmente sugestivo, por lo que muchos proyectistas no tienen reparo en colocarlos donde hasta no hace mucho colocaban fusibles.Naturalmente los fusibles son imprescindibles en cuadros generales de proteccin y en todos aquellos casos en que se desee una proteccin adicional.Otra aplicacin muy interesante de los magnetotrmicos la tenemos en la posibilidad de su desconexin a distancia, ya que algunos modelos se fabrican con la particularidad de poder acoplarles una bobina llamada de emisin (accionada con la aparicin de una tensin) o de mnima tensin (accionada cuando la tensin desaparece), encargada de accionar el resorte de desconexin del magnetotrmico.4.6.2. CURVAS DE DISPAROSegn sean los lmites que posea la curva caracterstica de un magneto-trmico, as ser su comportamiento, debiendo adaptar en cada caso el aparato correspondiente a las peculiaridades del circuito que se pretenda proteger.En Espaa est en vigor la norma EN que especifica una serie de curvas caractersticas para los magneto-trmicos, tales como son:- Curva B.- Curva C.- Curva D.

- Cuva Z- Curva MA- Curva Unesa

A continuacin se exponen cada una de las curvas por separado, estudiando para cada una de ellas la forma que presentan y las aplicaciones en las que se utilizan.CURVA BEstos magnetotrmicos actuan entre 1,1 y 1,4 veces la intensidad nominal In en la zona trmica y en su zona magntica entre un 3 In y 5 In, o 3,2 In y 4,8 In, segn el tipo de aparato, de acuerdo con las normas EN 60.898 y EN 60947.2, respectivamente. Permiten realizar la proteccin de las personas para longitudes mayores que con la curva C, siendo indicado para instalaciones de lneas y generadores.As, por ejemplo, en un magnetotrmico de intensidad nominal 10A, para una intensidad de 20A., la desconexin la efectuar el elemento trmico en un tiempo comprendido entre 20 sg. y 200 seg. Para una intensidad de 50A, la desconexin la efectuar el elemento magntico en un tiempo del orden de comprendo entre 0,01 y 0,009 seg.CURVA CEstos magnetotrmicos actuan entre 1,13 y 1,45 veces la intensidad nominal en su zona trmica y en su zona magntica entre 5 In y 10 In, o 7 In y 10 In, segn el tipo de aparato, de acuerdo con las normas EN 60.898 y EN 60947.2, respectivamente. Se aplican para evitar los disparos intempestivos, en el caso de la pr