Seleccion del Conductor de Alimentación
Hacer una instalación eléctrica con conductor número 18 AWG en lugar de usar 14 AWG que riesgo involucra. i nvolucra. !Ninguno¡. rimero dé"eme e#$licarle que signi%ica signi%ica AWG. &s una una medida americana que indica el cali're de los conductores es decir el es$esor. es$esor. (o $articular de este ti$o de medida es que mientras m)s grande es el número menor es el cali're o es$esor del conductor * $or lo tanto menor el costo. &n el sistema de unidades que de'emos usar en nuestro a+s * el ma*or+a de los de América (atina los conductores de'en e#$resarse en mm,. or lo tanto un conductor 14 AWG es un conductor de -.81mm, * un conductor 1/ AWG es de 1.0mm,. ero lamenta'lemente es un $oco di%+cil com$rar un conductor $or mm,. A2ora 2a* conductores m)s delgados. &l 4 AWG $or e"e m$lo tiene una sección de .3mm,. u* 'ien. 5on el conocimiento de todo lo anterior a2ora $odemos $reguntarnos que conductor usar $ara las instalaciones de alum'rado de nuestra vivienda. uc2as instalaciones se 2acen con 14 AWG * en este art+culo le vo* a dar su%icientes ra6ones $ara elegir uno de menor sección * $or lo tanto de menor costo. 5omo las instalaciones de alum'rado tiene como o'"etivo trans$ortar $otencia $ara a'astecer a las l)m$aras a2orradoras em$e6aremos 2a'lando de ellas * conclu*endo en que conductor es el m)s adecuado $ara que %uncionen de %orma correcta.
Lámparas Compactas. &n realidad son l)m$aras com$actas * aunque algunos no lo r ecuerden tiene una $eque7a cantidad de mercurio sustancia nociva $ara la salud de las $ersonas as+ que si se deterioran algunas de ellas no las rom$a $uede contaminar su 2ogar. u* 'ien veamos lo del consumo. na casa generalmente esta com$uesta de sala comedor comedor cocina cocina 'a7o * tres dormitorios do rmitorios as+ que $odemos decir que se requieren de 9 $untos de lu6 o siete l)m$aras com$actas. :a que todos los lugares no son iguales en )rea * no vamos a reali6ar un calculo de iluminación en este a$artado trataremos de ser lo mas congruentes $osi'les. ;i consideramos 9 l)m$aras de - W. cada una equivale a 14 W. en total. 5omo la tensión nominal de estos a$aratos es de --< * es un sistema mono%)sicos entonces la corriente m)#ima que circular) $or el conductor es de ./00 Am$erios.
;egún el catalogo de 5&(;A la corriente admisi'le $ara un conductor de AWG 18 =.8-1 mm,> es de Am$erios a una tem$eratura de 9?5 es decir que si la tem$eratura de o$eración es menor su ca$acidad de corriente es ma*or.
;egún recomienda el 5ódigo Nacional de &lectricidad el conductor de'e tra'a"ar al 8@ de su ca$acidad nominal $or lo que el conductor AWG18 de'e tra'a"ar como m)#imo a 9.- Am$erios. &ste valor es $ara conductores en tu'os que es como se instalan estos conductores. ;i %uera al aire li're la ca$acidad de conducción de este ti$o de conductor se incrementa 2asta 10 Am$erios.
Haciendo el an)lisis inverso tend+amos que con este ti$o de conductor $odr+amos a'astecer a 9 l)m$aras.
5laro que aún %alta determinar el c)lculo $or ca+da de tensión $ero este es tan $eque7o que resulta innecesario al utili6ar conductor 1 4 AWG $ara el sistema de alum'rado de una vivienda.
A2ora $odemos llevar el an)lisis al costo en energ+a. ;i asumimos que nuestras l)m$aras est)n encendidas desde las / $m 2asta las 11 $m lo cual es demasiado equivale a un uso del circuito de alum'rado a su m)#ima $otencia $or un tiem$o total de =3 2oras>=0/3 d+as>B18-3 2oras $or a7o. Pérdidas de energía y de dinero.
ara sa'er cuando se $ierde de energ+a $or calentamiento en el conductor tendremos que sa'er la resistencia * eso de$ende de la longitud as+ que vamos a asumir que esta es de 3 metros. (a resistividad del co're es de .19 C2m.mm,Dm. ;i este valor lo multi$licamos $or la sección del conductor que es de .8-1 mm, * lo dividimos entre la longitud de 3 metros tendremos una resistencia de 1.03 C2mios.
(as $erdidas $or resistencia son iguales al $r oducto de la resistencia $or la corriente al cuadrado $or lo tanto la $otencia que se consume en los conductores $or calor o$erando a su m)#ima $otencia es de .413 W.
5on este valor * la cantidad de 2oras de %uncionamiento al a7o $odemos calcular la energ+a que se consume en los conductores $or calentamiento que equivale a .9/ EW2
5onsiderando el costo de cada EW2B.03 soles las $ér didas económicas $or a7o equivalen a .-// Nuevos soles.
Seleccion del Conductor de Alimentación Para seleccionar un conductor se deben realizar dos tipos de cálculos eléctricos. El primero por capacidad de corriente y el segundo por caída de tensión. CALCULO POR CAPACIDAD DE CORRIENTE La condición inicial e importante es tener en cuenta es que los conductores deben trabajar al 80 de su capacidad nominal! es decir al 80 de la corriente má"ima que soporta el conductor. En el siguiente cuadro se muestran datos de algunos conductores con su corriente admisible! seg#n datos del $abricante %EL&'. (sted puede tener acceso a todo el arc)i*o en el catalogo de este $abricante.
&i obser*amos el cuadro tenemos lo siguiente+ ,. El conductor de calibre ,8 '-/%! sección de 0.81, mm2! para una instalación en tubo a una temperatura má"ima de operación de 304%! tiene una capacidad de corriente má"ima de 5 amperios. 1. El conductor de calibre ,6 '-/%! sección de 1.08 mm2! para una instalación en tubo a una temperatura má"ima de operación de 304%! tiene una capacidad de corriente má"ima de 10 amperios. &i usamos el conductor ,8 '- para la alimentación de un circuito eléctrico! su corriente de dise7o debe ser de 0.805 amperios! que es igual a 3.1 amperios. &i usamos el conductor ,9 '- para la alimentación de un circuito eléctrico! su corriente de dise7o debe ser de 0.80,: amperios! que es igual a ,0.6 amperios.
Esto signi;ca que si para la alimentación de un circuito! se necesita una corriente mayor se debe usar el conductor de mayor sección. ¿Circuito monofásico o trifásico?
%omo el conductor se selecciona por capacidad de corriente! en este primera parte! )ay que calcular este *alor tomando como dato inicial la má"ima demanda o má"ima potencia! la tensión a la cual *a operar ese circuito y! su $actor de potencia. Para un circuito mono$ásico se debe usar la relación+
Ejemplo1
-. La tensión de la red a donde se conectará este circuito es de 110= mono$ásico con un $actor de potencia de 0.5?. oluci!n La potencia má"ima es de ,>- @ ,000-! es decir P@,000La tensión en la que $uncionará el circuito es de 110=! es decir =@110= El $actor de potencia es de 0.5?! es decir [email protected]? %omo el circuito es mono$ásico! reemplazamos en la relación correspondiente y obtenemos el *alor de la corriente que debe soportar el conductor.
Para este *alor de corriente seleccion"mos el con#uctor #e c"li$re 1% A&' ()er c"t"lo*o+ Ejemplo, -. La tensión de la red a donde se conectará este circuito es de 110= mono$ásico con un $actor de potencia de 0.5?. oluci!n La potencia má"ima es de ?>- @ ?000-! es decir P@?000La tensión en la que $uncionará el circuito es de 110=! es decir =@110= El $actor de potencia es de 0.5?! es decir [email protected]?
%omo el circuito es mono$ásico! reemplazamos en la relación correspondiente y obtenemos el *alor de la corriente que debe soportar el conductor.
Para este *alor de corriente seleccion"mos el con#uctor #e c"li$re 1- A&'. Ejemplo/ -. La tensión de la red a donde se conectará este circuito es de 110= tri$ásico con un $actor de potencia de 0.5?. oluci!n La potencia má"ima es de ?>- @ ?000-! es decir P@?000La tensión en la que $uncionará el circuito es de 110=! es decir =@110= El $actor de potencia es de 0.5?! es decir [email protected]? %omo el circuito es tri$ásico! reemplazamos en la relación correspondiente y obtenemos el *alor de la corriente que debe soportar el conductor.
Para este *alor de corriente seleccion"mos el con#uctor #e c"li$re 10 A&'. Con los result"#os #el ejemplo , / pue#e #"rse cuent" #e l" )ent"j" #e us"r un circuito trifásico o un circuito monofásico. CALCULO POR CA2DA DE TENI3N %reo que su nombre correcto debe ser Adisminución de tensiónA! para entenderlo mejor. Bueno! el término ya esta di$undido de esta $orma! así que empezaré indicando que la tensión es una di$erencia de potencial entre dos puntos y se mide en *oltios. En nuestra casa! por ejemplo! la di$erencia de potencial e"istente entre los dos conductores que )acen $uncionar nuestros arte$actos es de 110 *oltios! que en $orma resumida se escribe 110=. Pero esa di$erencia de potencial no es constante! a lo largo de toda nuestra casa! ya que al pasar por cada arte$acto esta tensión *a disminuyendo. Esta di$erencia de potencia disminuye cada *ez que )ace $uncionar una resistencia! inductancia o capacitancia. (na licuadora! por ejemplo! esta $ormada por una bobina que )ace rotar unas cuc)illas para disminuir el tama7o de los alimentos. Esta bobina tiene una resistencia y una inductancia! por lo tanto la di$erencia de potencia será menor después de pasar por este arte$acto. ')ora! un conductor! tiene una resistencia! pues es una de sus características $ísicas. 'sí que la di$erencia de potencial! también disminuirá al pasar por el conductor. Lo mismo sucederá al pasar por los contactos de un interruptor termo
magnético. En ;n! disminuirá por cada componente!dispositi*o o elemento que consuma corriente y que se comporte como una resistencia! inductancia o capacitancia. ¿C!mo se c"lcul" l" c"4#" #e tensi!n? Para una resistencia la disminución de la tensión es igual al producto de la corriente por la resistencia+
')ora! ya sabemos que la corriente CD se puede calcular de la potencia má"ima Co má"ima demanda que se tiene que suministrar y también del tipo de circuito si es mono$ásico o tri$ásico. La resistencia de un conductor depende de su longitud! de su sección y del tipo de material y se puede calcular usando la siguiente relación matemática+
%on estos datos ya es posible calcular la caída de tensión en un alimentador o conductor principal de un suministro.
Ejemplo1 -. La tensión de la red a donde se conectará este circuito es de 110= mono$ásico con un $actor de potencia de 0.5? y su longitud )asta el tablero es de ,?m. oluci!n La sección del conductor! por capacidad de corriente! la )emos determinado en el Ejemplo, y! el resultado $ue un conductor ,8 '- cuya sección! seg#n el catalogo de %EL&' es de 0.81, mm1. ')ora calculamos la resistencia del conductor para esos ,? m! usando la resisti*idad del cobre de 0.0,3
')ora calculamos la caída de tensión que es igual a+
&i analizamos el circuito y consideramos que a nuestro punto de suministro! que es donde esta el medidor de energía! llega una tensión de 110=! a nuestro tablero! con una má"ima demanda de ,>-! llegará 110= / ,.68= @ 1,8.?=
Podemos decir que este *alor es aceptable! pero e"iste una mayor caída de tensión desde nuestro tablero )asta cada una de los arte$actos de nuestra casa! por lo que debemos ser muy rigurosos es la selección de este conductor.
Para una mejor selección del conductor de alimentación! el código nacional de electricidad recomienda una caída de tensión má"ima del 1.? de la tensión nominal y! ,.68 = representa el 0.3 de la tensión nominal.
Por lo tanto! por caída de tensión seleccion"mos el con#uctor #e c"li$re 1% A&'.
Cuadro de Màxima Demanda Los cuadros de á"ima
CKegistro nico del %ontribuyente 4. Relación de cargas bsicas: &e deben indicar las relacionadas con las áreas
del lugar y cuya demanda se calcula utilizando un *alor de *atios por cada metro cuadrado CFJm1. !. Relación de cargas especiales: &e deben indicar las relacionados con equipos o dispositi*os adicionales a las cargas de alumbrado y tomacorrientes. ". #iste$a el%ctrico: Esto sir*e para se7alar con tipo de sistema y que *alor de tensión se )a calculado nuestra má"ima demanda! que para nuestro caso puede ser monofásico 200V, trifásico 380/220V. ' continuación! a manera de ejemplo! se muestra un cuadro de má"ima demanda para una *i*ienda uni$amiliar! donde el propietario solicitó realizar el proyecto para una vivienda familiar de tres plantas. CPor razones de pri*acidad! no mostramos los datos del propietario y su dirección
Calculo de la Maxima Demanda L" 5á6im" Dem"n#" de una casa equi*ale a la má"ima potencia que *a utilizar durante un tiempo de *ida util proyectada para la *i*ienda. Por lo tanto! su unidad de medida es el *atio y generalmente se e"presa en >- C>ilo *atios o mil *atios. Para realizar este cálculo se debe tomar en cuenta las recomendaciones del código nacional de electricidad utilización en su sección 0?0 denominada Acargas de circuitos y $actores de demandaA! especí;camente la sección 0?0/100 re$erida a Aacometidas y alimentadores para *i*iendas uni$amiliaresA! donde se establece lo siguiente+ La mínima capacidad de conducción de corriente de los conductores de acometidas o alimentadores debe ser la mayor ue resulte de la aplicación de los párrafos !a" y !b" si#uientes$ !a" !i" %na car#a básica de 2 &00 ' para los primeros (0 m2 del área de vivienda !ver )e#la 0&0*++0" más !ii" %na car#a adicional de + 000 ' por cada (0 m2, o fracción, en e-ceso de los primeros (0 m2 más !iii" Las car#as de calefacción, con los factores de demanda previstos en la ección 20, más cualuier car#a de aire acondicionado con factor de demanda de +00, se#1n la )e#la 0&0*+0!" más !iv" 4ualuier car#a de cocina el5ctrica, como si#ue$ 000 ' para cocina 1nica más 0 de la cantidad en la ue la potencia de dic6a cocina e-ceda los +2 7' más !v" 4ualuier car#a de calentadores de a#ua para piscinas y baos individuales o comunes más !vi" 4ualuier car#a adicional a las mencionadas en l os párrafos !i" a !v", al 2& de su potencia nominal, si 5sta e-cede los +&00 ' y si se 6a previsto una cocina el5ctrica o al +00 de la potencia nominal de cada una, si 5sta e-cede los + &00 ' 6asta un total de 000 ', más 2& del e-ceso sobre los 000 ', si no se 6a previsto una cocina el5ctrica. !b" 0 amperes.
Lo anterior signi;ca que si al realizar el cálculo para una *i*ienda uni$amiliar siguiendo todo el procedimiento descrito en la parte a y se obtiene como má"ima demanda una potencia equi*alente a una carga menor de 60 amperios! se debe tomar la opcción b! pues es la mayor de ambas. Pero! si al el *alor resulta mayor de 60 amperios! debe tomarse ese *alor. Ejemplo -1 (na *i*ienda uni$amiliar tiene una área de *i*ienda de 80m2. %alcular su á"ima
oluci!n &eg#n la sección ?0/100/a! para los primeros 50m2 se debe considerar 1?00-@1.?>-. La tensión mono$ásica para las *i*iendas es de 110=. Entonces para 110= y una á"ima -! en un sistema mono$ásico se obtiene una corriente de ,,.:9 'mperios. Respuest" La á"ima -! pero la mínima capacidad de conducción de los conductores de alimentación y de la acometida debe ser de 60 'mperios que es la mayor entre las opciones AaA y AbA indicadas y que equi*ale a 8.8>-. Ejemplo -, (na *i*ienda uni$amiliar tiene una área de *i*ienda de ,80m2. %alcular su á"ima -. Para los siguientes 50m2 se debe considerar ,000-@,.0>Por lo tanto la má"ima demanda de la *i*ienda es de+ 1?00- Cde los primeros 50m2 M ,000- Cde los siguientes 50m2 M 1?00- Cde la cocina eléctrica M 1000- Cde la terma o calentador de agua NGN'L@8000')ora! la tensión mono$ásica para las *i*iendas es de 110=! entonces para una á"ima -! en un sistema mono$ásico se obtiene una corriente de :9.:9 'mperios. Respuest" La á"ima -! pero la mínima capacidad de conducción de los conductores de alimentación y de la acometida debe ser de 60 'mperios que es la mayor entre las opciones AaA y AbA indicadas y que equi*ale a 8.8>-. Es mu "lt" l" má6im" #em"n#"?. El resultado de este cálculo es! para algunas *i*iendas! alto. Estamos en un a*ance tecnológico donde los arte$actos y equipos son cada *ez más e;cientes! especialmente los de iluminación. Las antiguas lámparas de ,00 *atios! se )an reemplazado por las lámparas a)orradoras de ,0!,? y 10 *atios. O! a)ora las lámparas con LE< tiene potencias muc)o menores. (na recomendación para realizar el cálculo de sus instalaciones de $orma más e"acta es conocer que arte$actos $ormarán parte del equipamiento de su )ogar y la $orma como )ará uso de ellos+ Le mostraré con ci$ras como puede da7ar sus instalaciones de $orma continua. (n conductor de sección de ,6'- puede conducir! a temperatura ambiente! 1? amperios. Esto! es una $uente de tensión de 110= y un $actor de potencia unitario nos dá la posibilidad de poner a $uncionar arte$actos que no superen los ?.? >- en $orma simultánea. &i una *i*ienda tiene una calentador de agua que consume 1.? >-! una planc)a de , >-! una ca$etera eléctrica de ,.? >-! un microondas de ,.1 >- y un )er*idor eléctrico de ,.? >-! entonces las razones de tener cuidado son altas. Poner a
$uncionar a todas ellas juntas! resulta peligroso para el conductor! el cual se calentará en $unción del tiempo que esten todos eses arte$actos $uncionando. Es recomendable! que cuando la terma o calentador de agua esta $uncionando! sólo uno de los demás arte$actos debe estar encendido y además algunas cargas menores como lámparas de alumbrado. Lo seguro es no superar los ? >-.