UNIVERSIDAD GRAN MARISCAL DE AYACUCHOFACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA DE MANTENIMIENTOMENCIÓN: INDUSTRIAL

ASIGNATURA: INSTALACIONES ELÉCTRICAS

UNIDAD I REDES ELÉCTRICAS

Prof.: Ing. MSC Freddy Díaz

REDES ELÉCTRICAS

El sistema eléctrico del país ESTADO

El ESTADO es el encargado:

-Producción Generación

-Transporte Alta-tensión

-Distribución Centro de consumo

Producción + Transporte + Distribución= SUBSISTEMA ELÉCTRICO

SISTEMA ELÉCTRICO

SUBSISTEMA ELÉCTRICO

-Subsistema de producción

-Subsistema de transporte

-Subsistema de distribución

Centrales generadoras

(generar potencia que demanda el

país)

Líneas de muy alta tensión

hasta las subestaciones

Líneas que parten de la subestación

a los demandantes

Características de un sistema eléctrico

-Nº de fase

-Tensión de servicio

-Frecuencia de servicio

Tensiones de servicio normalizado

Redes eléctricas de distribución

Redes primarias: estación transformadora la une con subestación de transformación de alta a media tensión

Redes secundarias: subestación transformadora hasta los centros o caseta de transformación de media y baja

tensión hasta el abonado

Redes públicas de distribución: es la red secundaria encargada de enlazar con las acometidas de los edificios.

Diagrama unifilar de un edificio típico

Centro de transformación

- Se construye a nivel de superficie - subterránea

- Según reglamento

- Encargado de reducir: tensión de servicio de la red de distribución (64 Kv - 34,5 Kv – 13,5 Kv) a los valores de consumo de baja tensión (120 – 220 V)

Normas de Construcción

Líneas aéreas: transporta la energía eléctrica

Los conductores: transporta esta energía y están soportados por un conjunto de elementos:

1. Cruceta2. Aisladores3. Soporte (poste) Madera

Los postes: se apoyan en el terreno Hormigón Acero

Elementos esenciales de constitución de una línea aérea:

1. Apoyos2. Conductores

Esfuerzos que están sometidos los apoyos para las líneas aéreas

1. Esfuerzos verticales: debido al peso del conductor que soporta (sobrecarga - hielo)

2. Esfuerzos transversales: acción del viento sobre los apoyos

Acción resultante de las tracciones de los conductores

3. Esfuerzos longitudinales: al principio y final de la línea

Clasificación de los apoyos según sus funciones

- Apoyo de alineación: se emplea en tramo recto del sistema eléctrico

Soporta: (Esfuerzos verticales y transversales)

- Apoyo de ángulo: se emplea en tramo con ángulo en su trayecto.

Soporta: (Esfuerzos verticales, transversales debido al viento y debido a la tracción de los conductores)

-Apoyo de anclaje: se emplean en tramo recto cada 2 o 3 Km.

Proporciona punto firme

Soporta: (Esfuerzos longitudinales excepcionales , verticales y transversales)

-Apoyo de fin de línea: se emplea al inicio o final de la línea.

Soporta: (Esfuerzos de todos los conductores, cable a tierra y eventualmente los manguito de hielo)

-Apoyos especiales: diferentes funciones. En cruce – en cruce de línea (para este vano), vías ferrocarril y comunicación.

Conductores de líneas aéreas

- Baja resistencia eléctrica: pérdida por calentamiento - se reduce

-Elevada resistencia mecánica: esfuerzo que soportan estas líneas

- Bajo costo de adquisición : línea rentable

“Resulta difícil encontrar materiales para conductores que cumplan con lo anteriores características”

Materiales mas utilizados para conductores de líneas aéreas

COBRE

ALEACIONES DE COBRE

ACERO

ALUMINIO

ALEACIONES DE ALUMINIO

CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS CABLES UTILIZADOS EN LAS LÍNEAS

AÉREAS

- Cable de hilos de la misma calidad

- Cable alrededor de un hilo central (alma o núcleo)

Tipos de conductores

El conductor utilizado con mayor frecuencia en nuestro país es ARVIDAL que es una aleación de aluminio

AAAC CON ALEACION

ACSR CON REFUERZO DE ACERO

ACAR CON REFUERZO DE ALEACIÓN

CONDUCTORES DE ALUMINIO (ACC)

-AAAC: tiene mayor resistencia a la tensión que los conductores eléctricos de aluminio de tipo ordinario

-ACSR: consiste de un núcleo central de alambre de acero rodeado por capas de alambre de aluminio

-ACAR: tiene un núcleo central de aluminio de alta resistencia rodeado por capas de conductor eléctrico de tipo especial

Distancia de conductores desnudos con zona de protección de edificio

Los conductores desnudos deben instalarse respecto al suelo y edificaciones a las distancias que se indica a continuación y que como mínimo será:

-Respecto al suelo: 4 mts.

-Sobretejados: 1,80 mts del mismo cuando se trata de conductores puesta a tierra y a 1,50 mts cuando no están.

-Si la inclinación del tejado es superior a 45ºsexagésima. El plano límite de la zona de protección debe ser 1mts de separación entre ambos:

. Sobre terraza y balcones: a 3 mts de la terraza o balcón. . Sobre fachada: esta zona queda limitada por un plano vertical paralelo al muro de fachada, situado a 0,20 mts del mismo y por plano vertical paralelo al muro de fachada a 1mt de las ventanas, balcones, terrazas u otra abertura.

Distancia mínima entre conductores desnudos y los muros de edificios

Los conductores desnudos con polaridad diferente deben guardar las distancias mínimas como se indica en la tabla:

Vanos Distancia

Hasta 4 mts 0, 10 mts

4-6 mts 0,15 mts

6-30 mts 0,20 mts

30-50 mts 0,30 mts

50-75 mts 0,35 mts

> 75 mts 0,90 mts

“Si los conductores se colocan sobre soporte sujeto a las fachadas de los edificios, la distancia a éstas será de 20 mts

como mínimo”

Distribución subterránea

- En área urbana el tendido de línea aérea a alta tensión no es posible (alto riesgo para sus habitantes - Efecto estático)

- Surge la distribución de energía eléctrica subterránea:

. Los centros de transferencia: ubicado en diferentes sectores de la ciudad

. Alimentado por cable subterráneo

Constitución de un cable subterráneo

Cable: conjunto formado por uno o varios conductores adecuamente aislados

Cable Subterráneo

En la parte central conductores cableado (conduce la corriente)

Cada conductor tiene aislamiento propio

Cintura aislante común: se aplica a las almas esta puede ser sustituida

por materiales conductores (pantallas metálicas)

Aislamiento los huecos – cintura – las almas se hacen de material de relleno –

de un espesor. Evita perforaciones a causa de

campos eléctricos entre conductor y conductor-tierra

Recubrimiento de protectores del cable

No tiene función esencialmente eléctrica

Para los esfuerzos mecánicos, químicos, etc.

Entre los que podemos encontrar:

-Las envolturas metálicas: cable aislado con sustancia higroscopia. Evitar el paso de la humedad, generalmente esta envoltura es de metal blando (plomo, aluminio)

-Las armaduras: envolturas metálicas de metal duro (hierro, acero, etc.). Protege contra acción mecánica. (Cable armado)

- La cubierta: recubre exteriormente al cable. Es derivado de materiales textiles, caucho, etc. Existe peligro de corrosión y otros agentes químicos.

Materiales aislantes empleados en los cables

subterráneos

PAPEL IMPREGNADO

Resina – aceite (primeros años)

Materiales orgánicos-artificiales-vidrio-amianto

A base de celulosa (al mas utilizado)

AISLANTE SECO

Termo plástico (polietileno)

Termo estable (polietileno reticulado)

Elastómero (caucho natural-etileno-propileno)

Magnitudes características del cable

VALOR NOMINAL: indica características de funcionamiento, condiciones de ensayo y límite.

VALORES PRESCRITOS: en lo que me refiere a sus dimensiones y propiedades. (cumpliendo las normas vigentes)

VALORES ORIENTADORES: este no viene impuesto por las normas. Objeto: para determinar por cálculo las dimensiones y así garantizar el funcionamiento en condiciones normales.

Funcionamiento del cable

Tensión nominal de la red (Vn): es el valor eficaz de la tensión entre conductores de la línea para la cual la red fue diseñada. Es el valor especifico.

Tensión mas elevada de la red: este puede ser mantenido en condiciones normales. Valor eficaz mas elevado. (incluye variaciones temporales y transitorias)

Tensión nominal del cable: (Eo/E) tensión-nominal a frecuencia industrial- de su diseño.

Eo: Tensión entre cada uno de los conductores y la envoltura mecánica de pantalla y tensión entre dos cualquiera de los conductores (E)

Tensión de impulso: valor de cresta de la tensión entre cada uno de los conductores y la pantalla o envoltura metálica.

Grado de aislamiento: designación empírica tiene en cuenta características constructivas y de prueba de cable, valores coinciden a frecuencias industriales.

Nivel de aislamiento: designación empírica que tiene cuenta características constructivas y de prueba en relación con posibles sobretensiones de origen atmosférico.

Configuración general de los cables subterráneos

Pueden ser : unipolares, bipolares y multipolares

Unipolares

Un solo conductor (sección circular- casi siempre)Con aislamiento-recubrimiento necesarioPuede o no ser armado

Dos o mas conductores independientes Multipolares Aislamiento Protección

Destinado a transportar corriente

continua o alterna monofásica

Bipolares

Aspectos relacionados con el mantenimiento

Red eléctrica - ÁreaBase fundamental: Inspección

Componente del sistema red – área (sometido a constante esfuerzos internos y externos, agentes químicos y otros.) Poste – aisladores – empalme – herraje.

Personal especializado en Mtto.: correctivo y predictivo.

Tanto los conductores – postes y herraje. Son de larga duración (20, 30, 50 años)

*Pero todos los elemento del sistema tienen una vida útil.

Aspectos relacionados con el Mantenimiento de red subterránea

• Inspección visual es casi nula exceptuando la subestación.

•El conducto es elemento principal a Inspección. Esta conformado por: Empalme, Estructura que lo aloja.

•Se hace difícil localizar su falla (sale cuando el sistema eléctrico comienza a fallar). Métodos:

- Bucle de Murray (fuente de corriente, galvanómetro), - Caída de tensión (3 voltímetro, reóstato)

La zanja o bancada: esta viene predeterminada por el Nº de cable que se hayan de tender.

Los pozos de registros: para asegurar el desagüe. Permite: la instalación, empalme, reposición y reparación.

Plano de cable: Trayectoria inicial Anotar los correctivos Reparaciones

UNIDAD IIElementos de una

instalación eléctrica residencial

Prof.: Ing. MSC Freddy Díaz

Elementos de una instalación eléctrica

residencialComponentes del sistema eléctrico residencial:

-Canalización eléctrica: embutido y a la vista (E.M.T. – P.V.C., Conduict)

-Cajetines, cajas de paso y tapas: ubicación se intercala al inicio o final de los circuitos.

-Cajetines: Metálicas y Plásticas (orificios) Rectangulares

Cuadradas

Octogonales

Redondas

Caja de paso: se fabrica con láminas de acero (Normas - C.E.N.)

Tuberías: donde se alojan los conductores

Ductos: (bandeja). Pueden ser abiertas o cerradas. Instalaciones industriales.

Obras civiles: subestaciones e industrias o similares. Canales en piso con pared, fondo de concreto – tapas metálicas. Construirse con cierta pendiente. (agua)

C.E.N. Y LAS NORMAN DEL MOP

Tablas de escogencia: sección de la canalización requerida (sección 5 veces que la ocupada por los conductores)

Tanquillas: es un recipiente para la canalización subterránea (Amplia). Tipos:

-Alumbrado públicos

-Baja y alta tensión

-Tanque o sótano: cámara de empalme. Paredes de concreto armado (pared de piso y techo), tapas metálicas y fosa de drenaje.

Caseta: se construye para alojar transformadores, protección y seccionadores, etc.

Conductores eléctricos: materiales metálicos, foma de varilla, transporta la corriente. Los conductores mas importantes son:

-Plata: 100%-Cobre: 94%-Aluminio: 57%-Hierro: 16% Costo de producción bajo: cobre y aluminio.

Aislamiento del conductor: (esta diseñado)-Agentes mecánicos-Agentes químicos

Tipos de aislante: lo mas usados en el país:

-TW - TTU-THW

Calibre de conductor eléctrico

Normas COVENIN, A.W.G (SISTEMA DE CABLE AMERICANO)

Nº: 24……4/0 250…2000MCM

Cable de control: Nº 24 – 18 (21 conductores hasta 60 en códigos de colores)

Cable para teléfonos: desde un par hasta 5000 pares Nº 24-18

Cable para comunicación: calibre diverso de 75 ohmio, para uso residencial (antena de radio y T.V)

Cable sonido: pares de cable retorcidos, aislante TW, calibre 2 x 18 – 2 x 16 o bien 2 x 14

Identificador del conductor

Colores:

-Neutro: Blanco y gris -Puesta a tierra: Verde o verde con franja amarilla-Conductor activo: monopolares (negro, rojo, azul o amarillo)

En todo proyecto se debe señalar el código de color a utilizar.

Empalme: une los extremos de dos o mas conductores. Tipos: hasta Nº 10 (retorcidos) – soldaduras – conectores (aceptados por el C.E.N.)

Tableros: distribuidor de corriente, nivel de tensión, construido de material no inflamable. Barras conductoras y neutras protecciones

UNIDAD IIIElementos de una

instalación eléctrica industrial

Prof.: Ing. MSC Freddy Díaz

ELEMENTOS DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA

INDUSTRIALDiferencias entre instalaciones residenciales e industriales con respecto a los motores:

-Para los residenciales, oficinas y comerciales no existe personal de mantenimiento para esto.

-Su esquema eléctrico es sectorizado.

-El suministro de energía eléctrica: Monofásico en dos hilos en 13800 V. Trifásicos en tres hilos en 13800 V.

Aspectos importantes del sistema eléctrico industrial

- Subestación:

CasetaTransformadorCorta corrientePara rayosAterramientoBreaker principal

- Tableros:

Barras Protección Aterramiento

- Motores:

Tipos de motorProteccionesConductor Conexión Aterramiento

Según la potencia de cada motor y números de equipos y disposiciones dentro de un área determinada se puede distinguir 3

casos de distribución de motores