Instalaciones electricas

“INSTALACIONES ELECTRICAS”
BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA.
FACULTAD DE INGENIERÍA.
COLEGIO DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA.
INSTALACIONES ELÉCTRICAS.
Mtro. VICTORINO TURRUBIATES GUILLÉN.
Mtro. Victorino Turrubiates Guillén OTOÑO 2014

PROGRAMA.
I. Introducción al proyecto de una instalación eléctrica.
II. Estructura de la NOM.
III. Selección de conductores.
IV. Protección contra sobre corriente
V. Protección contra sobre carga.
VI. Puesta a tierra y Unión
VII. Canalizaciones y Soportes.
VIII. Subestaciones.
IX. Transformadores
X. Apartarrayos
XI. Alumbrado en interiores (Método de los lúmenes).
BIBLIOGRAFÍA.
· Norma oficial mexicana NOM-001-SEDE-2012. Instalaciones eléctricas (utilización).
UNIDAD I. INTRODUCCIÓN AL PROYECTO DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA.
La energía es la fuerza que mueve al mundo y si consideramos que la materia es una
concentración intensa de energía, podemos darnos cuenta de su presencia en todo lo que nos
rodea.
Estamos acostumbrados a usarla en formas tan diversas que no es difícil pensar en algún
momento el porqué de las cosas, ¿nos inquieta pensar que es la luz?
Han tenido que transcurrir muchos años para que observaciones e investigaciones de hombres de
diferentes épocas, sentaran las bases que en la actualidad nos permiten disfrutar de la energía en
sus diferentes manifestaciones.
Puede afirmarse que una de estas manifestaciones de la energía eléctrica, determina en gran
medida el grado cultura, económico y social de los pueblos. De aquí la enorme responsabilidad
que tienen quienes se dedican a su manejo y control, de garantizar la presencia de este fluido
eléctrico en todos los sectores de la sociedad con un máximo de seguridad y eficiencia.
Surge aquí la necesidad de contar con el elemento humano capaz de entender este concepto de
energía, de comprender que una instalación eléctrica es una obra de ingeniería sujeta a reglas
bien definidas y con el propósito de servir, por tiempo ilimitado, a las necesidades domésticas,
comerciales e industriales relacionadas con el consumo de este energético
Mtro. Victorino Turrubiates Guillen Otoño 2014

Toda instalación eléctrica requiere de un proyecto, esto es claro, para realizar algo lo primero es
pensar en como se llevará a cabo. Luego un proyecto eléctrico es la planeación de cómo se
efectuará una instalación eléctrica.
Se tomarán en cuenta los principios técnicos y científicos fundamentales partiendo de las
relaciones básicas, intensidad de corriente, Potencial, Energía, Potencia eléctrica, Resistencia, etc.
Que siempre intervienen en el uso de la electricidad.
I = V/R; KW = I * Vcos Ө ; Energía = KW * h ; Pérdidas = I * I * R
La más sencilla instalación requiere al menos de un cálculo de Intensidad de corriente para
seleccionar el conductor, de conocer la tensión o potencial aplicado para seleccionar el
aislamiento, etc., y todo esto puede ser más y más especializado según la necesidad de respaldar
el proyecto de las instalaciones.
También es necesario tomar en cuenta todos los elementos que permiten realizar y operar en
forma segura las instalaciones eléctricas, como son: las canalizaciones que protegen a los
conductores, interruptores para controlar la energía eléctrica y otros equipos y accesorios que
facilitan su uso.
La importancia del proyecto es precisamente planear con anticipación todo esto para lograr el uso
más eficiente y seguro de una instalación eléctrica.
Precisamente para evitar riesgos de falla con respecto a la seguridad de las instalaciones se
tienen que cumplir las Normas, (en nuestro caso La Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-
2012, publicada en el Diario Oficial de la Federación el 29 de Noviembre de 2012), que son un
conjunto de reglas que nos señalan requisitos mínimos que hay que cumplir para obtener el
máximo de 1seguridad en las personas y en las propiedades de los usuarios de las instalaciones
eléctricas.
Por su importancia trataremos acerca de cómo realizar un proyecto, recordando siempre que se
trate de la instalación que sea así la más pequeña como la más grande siempre pero siempre debe
proyectarse, claro que cada una a su medida.
1 Fuente: Apuntes de la materia de “Instalaciones Eléctricas”, impartida por el Ing. Victorino Turrubiates Guillén, Facultad de
Ingeniería-Colegio de IME-BUAP.

Como iniciar un proyecto de Instalación eléctrica
* Nueve pasos a considerar para lograr la mejor instalación eléctrica posible:
1.- Empezar, no deteniéndose en los costos.
Por el contrario considérese todas las partes del proyecto, desde las más importantes, como la
acometida del servicio, transformadores de tensión, tableros, hasta los detalles más pequeños,
como la salida para un contacto de servicio o un alumbrado para un jardín, etc., pensando
solamente en lograr resolver todas las necesidades. Desde luego esto no significa que la parte
económica no sea importante, pero no es el momento de detenerse en este análisis.
2.- Recopilar la información con datos de toda la gente involucrada
En orden de importancia la información se obtendrá de:
 La gente de producción, son los que conocen mejor sus necesidades.
 La gente de mantenimiento, son los que conocen mejor los problemas.
 La gente de seguridad, por los requisitos adicionales.
 La gente de servicios auxiliares, para adecuar convenientemente todo el
funcionamiento.
 La alta gerencia y los financieros, su recomendación será invertir lo menos posible,
¡cuidado! Sus decisiones son determinantes, por tanto hay que hacer notar, lo
poco que representa hacer la mejor instalación, contra la pérdida que representa la
fábrica parada por deficiencias en la instalación eléctrica.
3.- Obtener los datos de necesidades con la mayor precisión posible.
Generalmente esta estimación sólo puede completarse cuando ya es urgente empezar la
construcción, muy importante es pensar en el factor de utilización, por tanto, se requiere consultar
con gente de experiencia e informarse exhaustivamente al respecto, para obtener una estimación
lo más exactamente posible.
4.- Estudiar las fuentes de abastecimiento.
Analizar posibilidades y requisitos, abastecerse del servicio público, propio o combinado, ¿en qué
tensión o tensiones?

5.- Colóquese en la posibilidad de observar con amplitud el funcionamiento de todo el
proyecto.
Las instalaciones a fin de cuenta aunque están formadas de partes, funcionan como una sola
instalación, por eso es muy importante observar el funcionamiento como un conjunto,
comprobando flexibilidad y continuidad de servicio, para lo cual es importante contar con un
proyecto.
Auxiliarse para estos análisis de diagramas unifilares, sobre un papel los cambios son más
baratos. Estudiar la operación y simular fallas, siniestros y catástrofes. ¿Qué sucede al fallar algún
elemento de la instalación o al ocurrir algún imprevisto? La experiencia indica que mientras más y
más se estudien y revise el funcionamiento, más económica y mejor será.
6.- Instalar pensando en futuras ampliaciones o modificaciones
Aunque les juren y perjuren que las instalaciones jamás crecerán, no existe instalación en el
mundo en que esto no haya ocurrido, siempre han crecido. Pensar en un crecimiento razonable.
Buscar una flexibilidad que permita soluciones sencillas para los cambios que nunca faltan.
Siempre será menor el costo de las instalaciones preparadas para crecer, cuando este se
presenta, que las modificaciones que hay que hacer para realizarlo cuando no se ha previsto.
Mucho ayudará estudiar estas posibilidades en un diagrama unifilar.
7.- Planear para máxima protección y seguridad.
Debe tenerse muchísimo cuidado en la seguridad, considerando que la electricidad forma parte
integral de casi todo, ¿pensar que puede hacerse hoy día sin electricidad?
Prácticamente todo mundo tiene que ver con ella y por lo tanto debemos pensar que los avisos que
dicen “SÓLO PERSONAL AUTORIZADO” no son garantía de seguridad. Cualquiera puede
cometer un error.
Tres ideas fundamentales pueden ayudarnos a construir una instalación segura:
1) Usar siempre y solamente las protecciones de los circuitos con los interruptores
adecuados.
2) Que la instalación se haga de tal forma que no sea necesario trabajar en circuitos
energizados.
3) Que todas las partes vivas estén siempre encerradas en cubiertas metálicas aterrizadas.

La mayor causa de falla de una instalación se tiene cuando se han seleccionado elementos de
protección inadecuados, hay que buscar que todos los elementos proporcionen la máxima
seguridad y facilidad de operación.
Son cientos los casos en que debido a una selección inadecuada de una protección de corto
circuito, lo que seria una pequeña interrupción en un circuito derivado, abierta por una protección
bien seleccionada, se ha convertido en una falla mayor al destruirse la protección inadecuada, que
acaba operando la protección del suministrador echando fuera una gran cantidad de circuitos.
Pensar en el costo por falta de producción que seguramente será mucho mayor que el costo inicial
de la protección adecuada.
8.- Seleccionar elementos de fácil adquisición y poco mantenimiento
Diseñar para bajo costo de mantenimiento, evitar al máximo el incluir elementos de fabricación
especial. Recordar que los costos de mantenimiento inciden en los costos de producción.
Tres reglas básicas:
1) Pensar en flexibilidad de operación, por ejemplo, poder dar servicio a una parte sin tener
que dejar fuera a otra.
2) Dejar espacio suficiente alrededor de los equipos a mantener para tener facilidad de
acceso.
3) Usar los materiales más comunes, fáciles de cambiar y de mayor facilidad para su
adquisición.
Seguramente la instalación costará menos y el mantenimiento será más rápido y seguro.
9.- Cumplir con las normas oficiales que intervienen
Cumplir con la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2012, es el aspecto más importante en
una instalación eléctrica, ya que su cumplimiento proporciona bases muy importantes para su
seguridad, además de la necesidad del dictamen de cumplimiento de la NOM, para poder
energizarlas.
¡ATENCIÓN, MUY IMPORTANTE!:Asegurarse en que se cumplen las normas desde un principio
resulta mucho más barato que tener que hacer cambios posteriormente para poder cumplir con
ellas.

LOS PUNTOS CLAVE:
 Características de la instalación.
 Carga, Intensidad de corriente, Tensión.
 Conductores, Alimentadores, Canalizaciones.
 Protecciones.
 Tableros y controles.
 Tierras.
 Subestaciones.
Condiciones especiales.
1.1 Definición de instalación eléctrica.
Es un conjunto de elementos, materiales o equipos que se constituyen para proporcionar un
servicio eléctrico a las cargas (alumbrado, fuerza) por abastecer.
1.2 Elementos que constituyen una instalación eléctrica.
Dentro de los principales elementos que constituyen una instalación eléctrica podemos mencionar
los siguientes:
· Acometida. Parte de los conductores que conectan las instalaciones del suministrador con las del
usuario (cable de poste hasta medidor)
· Interruptores
· Cables conductores. Para conducir corriente hasta los puntos de carga.
· Canalizaciones. (Tubos ó ductos )
· Cajas de registro. (Ovaladas y Cuadradas)
· Apagadores
· Contactos.
· Luminarias.
· Lámparas
· Motores
· Etc…
Voltajes de baja tensión: Voltajes entre fases y neutro o entre fases.
- 220/127 V en estrella Para sistemas trifásicos.
- 120/240 V en estrella Para sistemas monofasicos.
- 440/ 254 V en estrella. Se utiliza en sistemas trifásicos industriales (Voltaje congelado)
Voltajes de media tensión: Voltajes entre fases.
-13200v

-34500v
-23000v En el centro de la R. Mexicana (Ex- Cía. De Luz y Fuerza del Centro)
Voltajes de alta tensión:
-85 Kv En el centro de la R. Mexicana (Ex- Cía. De Luz y Fuerza del Centro)
-115Kv
-230Kv
-400Kv
Elementos que constituyen un proyecto. Planos eléctricos y memoria de cálculo.
Planos eléctricos.
Un plano eléctrico lo podemos definir como: Una representación gráfica de los elementos de una
instalación eléctrica. Un plano eléctrico contiene los datos del usuario (nombre, razón social,
generales, etc.), Nombre del plano (alumbrado fuerza, etc., ) y la simbología empleada.
Algunos de los planos eléctricos que podemos mencionar son los siguientes:
* Acometida
* Subestación
* Diagrama unifilar.- Representación grafica del sistema mediante un hilo.
* Alimentadores principales
* Cuadros de carga
* Fuerza
* Alumbrado
* Contactos
* Etc.,
Para la realización de un proyecto se necesita de planos eléctricos y de una memoria de
cálculo.
Memoria de cálculo.
La memoria de cálculo. Describe de manera general el contenido del proyecto o de la instalación
en cuestión. Contiene el soporte técnico o los cálculos de los elementos que constituyen una
instalación eléctrica.
Dentro de las características que debe incluir una memoria de cálculo son: Datos generales del
usuario, acometida, medición en baja tensión, en media tensión o sea una generalidad y el
propósito del proyecto en si el soporte técnico y los cálculos de todos los elementos de la
instalación eléctrica. El soporte debe ser bajo Ingeniería y Normas Oficiales Mexicanas y Normas
Mexicanas.
Normas Oficiales Mexicanas y Normas Mexicanas.
- Normas NOM son de carácter obligatorio
- Normas NMX son de carácter voluntario

- Norma NMX-17020 hace referencia a los organismos de verificación (Unidades de
Verificación).
Una unidad verificadora de instalaciones eléctricas: verifica el grado de cumplimiento de normas
oficiales mexicanas.
UNIDAD III.- SELECCIÓN DE CONDUCTORES
Los conductores se seleccionan por:
1).- Corriente
2).- Caída de Tensión y por
3).- Corto circuito
3.1 SELECCIÓN DE CONDUCTORES POR CORRIENTE.
Cuando se realiza el cálculo a través de este método, los conductores deben ser capaces de
conducir la corriente que van alimentar con las menores pérdidas.
Las pérdidas que sufren los conductores son debido al efecto Joule cuya expresión algebraica es
la siguiente:
P = I2R ------------- Watts
Donde:
I = La corriente que circula por el conductor en Amperes y
R = Resistencia del conductor en Ohms.
Entonces en forma general podemos decir que las pérdidas por efecto joule en los conductores
están definidas por la expresión:
P = n I2R ---------------- Watts
n = Número de conductores activos.
Procedimiento para calcular los conductores por corriente:
- Calcular la corriente nominal que demanda la carga.
- Calcular la corriente corregida (Factores de agrupamiento y temperatura).
- Tabla 310-15(b)(16) de la NOM para seleccionar el calibre del conductor
La selección o el cálculo de los conductores esta en función de la carga que se vaya a alimentar.
Como consecuencia de lo anterior planteamos la siguiente pregunta:
¿Qué tipos de carga tenemos en una instalación eléctrica? Respecto a la alimentación.
Monofásica(1 hilo de corriente,1 fase) Conforme a NOM se les conoce como
Bifásica(2 hilos de corriente,2 fases) conductores activos a las fases con

Trifásica(3 hilos de corriente,3 fases) excepciones.
Clasificación de las cargas:
Las cargas pueden ser:
a) Resistivas
b) Inductivas
c) Capacitivas
A continuación se muestra el desfasamiento entre corriente (I) y voltaje (V) de cada una de ellas:
La corriente (I) y el voltaje (V) se encuentran en
fase, por, lo que el desfasamiento tiene un valor de
cero grados.
Ejemplos de estas cargas lo son: Lámparas
incandescentes, plancha y hornos a base de
resistencias.
La corriente (I) está atrasada un valor de 90o con
respecto al voltaje (V).
Ejemplos de este tipo de cargas lo son: Motores de
inducción, reactores, transformadores, etc.

La corriente (I) está adelantada 90o con respecto al
voltaje (V).
Ejemplo de esta carga lo son: capacitores, motor
síncrono, etc.
El coseno del ángulo entre el vector de corriente y el vector del voltaje define el factor de potencia.
Cuando este factor de potencia es menor del 90% (0.9) la empresa suministradora penaliza
económicamente al usuario, en caso de que este factor este por encima del 90% (0.9), la empresa
bonifica económicamente al usuario. Cuando el factor de potencia permanece en un valor
constante del 90% (0.9), la empresa no realiza ninguna de las acciones antes mencionadas.
La fórmula para determinar el recargo o penalización para el usuario por tener un factor de
potencia menor al 90% (0.9) es:
%Penalización = (3/5)*((90/ F.P.)-1)*100 ------- %
La fórmula para la bonificación por tener un factor de potencia mayor al 90% (0.9) es:
%Bonificación = (1/4)*(1-(90/ F.P.))*100 -------- %
Ejemplo:
Si el factor de potencia F.P. = 0.6
La penalización = 3/5 * (90/60 -1) * 100 = 30 %
Si el F.P. = 95% entonces la bonificación es del 1.31% del total de la facturación.
Los valores resultantes se redondean a un solo decimal. En ningún caso se aplican % de recargo
superiores a 120%. En ningún caso se
aplican bonificaciones superiores a 2.5%.
El consumo de energía se mide en kw-h
(kilowatts-hora) y la demanda máxima se
mide en kw (kilowatts).
Las cargas se pueden expresar en
distintas formas de unidades:
· Corriente (Amperes)
· Caballos de fuerza (CP)
· Potencia Activa (Watts o KW)
· Potencia aparente (KVA)
· Potencia reactiva (KVAR)

Donde KW = potencia activa ó real, KVA = potencia aparente, KVAR = potencia reactiva.
A continuación se presenta una tabla con cada uno de los 3 tipos de potencia que conforman el
triangulo de potencias relacionadas con el tipo de sistema ya sea monofásico, bifásico ó trifásico.
POTENCIA SÍMBOLO MONOFÁSICA BIFÁSICA TRIFÁSICA UNIDAD
ACTIVA P = V I COSq n n V I COSq ff n V I COSq ff n 3 W
APARENTE S = n n V I ff n V I ff n 3V I VA
REACTIVA Q = V I SENq n n V I SENq ff n V I Senq ff n 3 VAR
Vn = Voltaje de fase a neutro
Vff = Voltaje de fase a fase
Las unidades son W, VA y VAR para voltajes en volts y corriente en amperes. Si los voltajes son
en KV entonces las unidades resultantes son KW, KVA y KVAR.
En todos los casos para seleccionar los conductores por corriente, solo basta despejar la n I para
determinar la corriente nominal.
Procedimiento para calcular los conductores por corriente.
1. Calcular la corriente según el tipo de carga que se suministrara. Esta corriente recibe el nombre
de corriente nominal (In).
In = La corriente que toma a plena carga el equipo que estamos abasteciendo = Corriente
Nominal
2. Calculo de la Ic (La corriente corregida), considerando los factores de corrección por
agrupamiento y por temperatura. Y se calcula mediante la expresión siguiente:
Ic In
FA *
FT
=
FA = Factor de corrección por agrupamiento
FT = Factor de corrección por temperatura.
3. Con el valor de la corriente corregida consultar la tabla 310-15(b)(16) de la NOM para
seleccionar el calibre del conductor por corriente.
Pero esta tabla tiene tres columnas de 60°C, 75°C y 90°C ¿como se emplean?
110-14. Conexiones eléctricas.
Factor de Agrupamiento

La capacidad de conducción que se muestra en la tabla 310-15(b)(16) es válida solo cuando van
como máximo tres conductores activos dentro de una canalización es decir:
F.A. = 1.00 P.U.
Factores de ajuste.
a) Más de tres conductores activos en un cable o canalización. Cuando el número de
conductores activos en un cable o canalización sea mayor a tres, la capacidad de
conducción de corriente se debe reducir como se indica en la Tabla. 310-15(b)(3)(a).
Número de conductores
activos
Por ciento de valor de las tablas
ajustado para la temperatura
ambiente si fuera necesario
De 4 a 6
De 7 a 9
De 10 a 20
De 21 a 30
De 31 a 40
41 y más
80
70
50
45
40
35
Ejemplo:
Si lleváramos en un tubo o cable 5 conductores activos calibre 1/0 AWG 75º C su capacidad se
reduce al 80% es decir 150 A (0.8) = 120 A.
La conexión más común en México de los transformadores es Delta en el primario y Estrella en el
secundario Y sólidamente aterrizada se representa gráficamente como sigue:
Es importante señalar que en algunas ocasiones el neutro se vuelve conductor activo y para ello se
debe tener presente la sección 310-15 (b) (5)(3)
Factor de Ajuste por temperatura

La capacidad de conducción de los conductores se ve afectada por la temperatura ambiente.
Recordar que la capacidad de conducción que se muestra en la tabla 310-15(b)(16) es para una
temperatura ambiente de 30° C y máximo 3 conductores
Luego entonces para determinar este factor basta con saber la temperatura ambiente promedio
anual en el lugar donde se ubica la instalación y según corresponda la columna de la temperatura
del aislamiento del conductor en la parte inferior de la tabla 310-15(b)(2)(a) se encuentra el valor
del factor de ajuste por temperatura, para una temperatura ambiente de 30° C, o bien, en la tabla
310-15(b)(2)(b) para una temperatura ambiente de 40 ° C
Así por ejemplo para los conductores con temperatura de 60o C, el factor de corrección a
temperatura ambiente de 37o C es F.T. = 0.82, con base en una temperatura ambiente de 30°C. Y
con base a una temperatura ambiente de 40°C el factor de corrección para conductores con
temperatura de75°C en una temperatura ambiente de 42°C es 0.93.
APLICACIONES DE SELECCIÓN DE CONDUCTORES POR CORRIENTE.- Basados en
temperatura ambiente de 30°C.
a).- Seleccionar los conductores del secundario de un transformador trifásico 13200/220-
127V. Los cuales se alojaran en una tubería metálica galvanizada.
(Considerar una temperatura ambiente de 32°C).
Solución:

Calculando la corriente nominal que circula por el secundario del transformador:
Paso No.1. Calculo de la corriente Nominal o de la carga
Is S 196.8
KVA A
= = =
Vff
75
3 * 0.22
3*
Cuando el transformador alimenta una carga total de 75 KVA, por el conductor de secundario
circulan 196.8 Amps
In= 196.8 Amps.
Paso No. 2.- Calculo de la corriente Corregida.
Para calcular la corriente corregida es necesario determinar los factores de ajuste por
agrupamiento y por temperatura.
Es importante señalar que en algunas ocasiones el neutro se vuelve conductor activo y para ello se
debe tener presente la sección 310-15 (b)(5)
Por lo tanto, tendríamos 4 conductores activos dentro de la canalización. Y el factor de
agrupamiento para este caso es:
Por lo tanto F.A. = 0.8 por Tabla 310-15(b)(3)(a)
Y con respecto al factor de corrección por temperatura, considerando que la corriente calculada es
superior a los 100 A, entonces al conductor le corresponde un rango de 75°C, y por lo tanto el
factor de corrección por temperatura es:
F.T.=0.94 por Tabla 310-15(b)(2)(a)
En la tabla 310-15(b)(2)(a) en la columna de 75o C (cobre), encontramos, que para 37 o C el
valor del factor de corrección por temperatura es de 0.94. Luego entonces la corriente corregida
es:
= 196.8 =
Ic 261.70 A
0.8*0.94
Paso 3
Con este valor consultamos 310-15(b)(16) columna de 75o C de cobre, encontramos que el
conductor adecuado para esta corriente es un conductor calibre de 300 KCM con capacidad de
285 A y su sección transversal es 152mm 2 .
b).- Selección de los conductores para el alimentador de un motor.
Para la selección de los conductores alimentadores de motores es necesario conocer la corriente
nominal a plena carga de los mismos utilizando las siguientes tablas:
430-247; Corriente eléctrica a plena carga (A) de motores de c.c.

430-248; Corriente eléctrica a plena carga (A) de motores monofasicos de c.a.
430-249; Para motores de c.a. 2F-4H, no se usan en México.
430-250; Corriente eléctrica a plena carga de motores trifásicos de c.a
Ejemplo: Si tenemos un motor de 1 h.p. Monofasico 127 V. Este toma 14 A en 127 Volts. Tabla
430-248
Selección de conductores para un motor.
Por 430-22 , Para un motor la In no debe ser menor al 125% de la corriente a plena carga del
motor.
In = Ipc motor*1.25
Ejemplo:
Seleccionar los conductores para alimentar un motor de 50 C.P., 440V, trifásico, jaula de ardilla.
Los conductores que se seleccionen serán instalados en una tubería existente que tiene 2
conductores activos.
La temperatura ambiente es de 39o C.
Solución:
Paso 1.- Calculo de la corriente Nominal o de la carga
Ipc = 65 A de tabla 430-250
La corriente nominal seria:
In = 1.25 * 65 = 81.25 A por 430-22
F.A. = 0.8 Por tabla 310-15 (b)(3)(a) ( 3 conductores del motor más 2 conductores activos
existentes=5)
F.T. = 0.82 de Tabla 310-15(b)(2)(a) de factores de corrección, columna 60 o C( corriente
menor de 100 A) a T.A. a 39o C.
81.25 =
Paso 2 Ic = 123.85A
0.8* 0.82
Paso 3

El tamaño del conductor para 75o C temperatura nominal es 1 AWG con 130 A ref. 310-15(b)(16)
pero como este calibre comercialmente no existe en México nos pasamos a un 1/0 AWG con 150
A.
c).- Selección de los conductores del alimentador varios motores o motores y otras cargas.
Segun 430-24;
Los conductores que suministran energía eléctrica a un grupo de motores y otras cargas
(alumbrado), deben ser capaces de conducir la corriente nominal plena carga de todos los motores
mas el 25% de la corriente a plena carga del motor mas grande mas la corriente nominal de las
otras cargas: 100% para las no continuas y el 125% para las continuas.
I ≥ 125% Ipc del motor mas grande mas la suma de las Ipc de los demás motores mas In de
las otras cargas.
Ejemplo para la selección del conductor de un alimentador para un grupo de motores y otras
cargas
M
M
M M
a)
10 KW
3F-4H cargas no continuas
In Ipc de todos los motores Ipc motor In otras cargas mayor ³å +0.25 + (430-24)
Solución:
Por tabla 430-250;
Ipc 25 cp = 34 A
Ipc 100cp = 124 A
Ipc 50 cp = 65 A
La corriente Nominal para la carga de 10 KW es:

I P 14.57
KW A
= = =
VCOS
10
3 *.44*0.9
3
f
Paso 1.- Calculo de la corriente Nominal o de la carga
In = 1.25 (124)+34+65+14.57=268.5 A por 430-24
Paso 2.- Calculo de la corriente corregida.
Si la T.A. =39o C.
F.T. = 0.88 de tabla 310-15(b)(2)(a) en columna a 75o C, por ser I > 100A
F.A. = 0.8 Por (310-15(b)(3)(a))
268.5 =
Ic = 381.39A
0.8* 0.88
Paso 3.- Selección del conductor adecuado.
Con este valor se requiere un calibre 600 KCM con 420 A. (Tabla 310-15(b)(16) )
d).- Ejemplo de la selección de los conductores para la carga de 10 KW.
Para el cálculo del alimentador de la carga de 10 KW en 440 V y con un F.P. de 0.9 se hace lo
siguiente:
De P = 3 VI Cosf
Paso 1.- Calculo de la corriente nominal o de la carga
I P 14.57
KW A
= = =
VCOS
10
3 *.44*.9
3
f
F.A. = 0.8 Por (310-15(b)(3)(a))
F.T. = 0.82 de T-310-15(b)(2)(a) en columna de 60o C., porque I< 100A
Ic = 14.57 =
22.21A
0.8* 0.82
El conductor adecuado es un calibre 10 AWG con 30 A por tabla T-310-15(b)(16)columna de 60o
C.
e).- Selección de los conductores para un capacitor:

Seleccionar los conductores por corriente de un capacitor trifásico de 100 KVAR en 440
Volts.
En la sección 460-8 (a) , nos dice que la capacidad de conducción de corriente de sus conductores
no debe ser menor del 135% de la corriente nominal del capacitor
Partiendo de la formula:
Q = 1.732 * V*I * sen β
Paso 1.- Calculo de la corriente nominal o de la carga
Ica Q 131.21
KVAR A
= = =
VSEN
100
3 *.44*1
3
b
In = Ica* 1.35 = 131.21 * 1.35 = 177.13 A Por 460-8(a)
Como se trata de un capacitor trifásico lleva 3 conductores activos o de fase, en este caso:
F. A. = 1
F.T. = 0.88 columna de 75 T.A. 39o C. de la tabla T-310-15(b)(2)(a)
177.13 =
Ic = 201.21A
1*0.88
El calibre es un 4/0 AWG con 230 A por tabla 310-15(b)(16) a 75o C.

f).- SELECCIÓN DE CONDUCTORES PARA MAQUINAS DE SOLDAR DE ARCO
630-11 (a)
Ejemplo: calcular los conductores para alimentar una maquina de soldar trifásica de arco del tipo
sin motor generador de las siguientes características de placa: Corriente primaria de 80 Amps. Y
su régimen de trabajo es 60 %. El voltaje entre fases es de 220 Volts y la temperatura ambiente
es de 39 grados centígrados.
Maquina de Soldar
(630-11a)
IPlaca = 80A
Régimen de Trabajo = 60
I ≥ I placa primario en amperes * factor conforme a régimen de trabajo. Tabla 630-11 (a)
Paso1.- Cálculo de la corriente nominal o de la carga
In ≥ 80 * 0.78 = 62.4 Amps. Por 630-11 (a)
Paso2.- Cálculo de la corriente corregida.
F.A. = 1
F.T.= 0.82 por tabla 310-15(b)(2)(a)
Ic = 62.4 = 76.09 Amps
.
1* 0.82
El conductor adecuado es del calibre es cal # 3 awg, Con 85 Amps, pero por no encontrarlo
comercialmente el calibre debe ser 2 awg con 95 Amps. Por tabla 310-15(b)(16).

g).- SELECCIÓN DE CONDUCTORES DE UN ALIMENTADOR PARA UN GRUPO DE
MAQUINAS DE SOLDAR DE ARCO 630-11(b)
Seleccionar los conductores del alimentador de las maquinas de soldar de arco trifásicas tipo sin
motor-generador de las características de voltaje y corriente que se señalan en el diagrama unifilar
siguiente. Los conductores seleccionados se instalaran en una tubería existente con 4 conductores
activos. La temperatura ambiente = 39°C
Iplaca
C.Trabajo
Solucion:
Factor:
100
80
100 – 80 -------- 0.89
75 – 60 --------- 0.78
60 – 70 --------- 0.84
150 – 90 --------- 0.95
80 – 50 ---------- 0.71
150 - 40 --------- 0.63
75 – 20 ---------- 0.45
Alimentador
Bus 440 V
75
60
60
70
150
90
80
50
150
40
75
20
Paso1.- Cálculo de la corriente nominal o de la carga Por 630-11(b)
In alim.= [(150 * 0.95) + (150 * 0.63)] + [0.85 (100 * 0.89)] + [0.70 (80 * 0.71)] + 0.60 [(75 * 0.78) +
(75 * 0.45) + (60 * 0.84)] = 442.5 A
In alim. = 442.5 A
Paso2.- Cálculo de la corriente corregida.

F.T. = 0.88 (Tabla 310-15(b)(2)(a)
F.A. = 0.7 PORQUE SON 7 CONDUCTORES ACTIVOS TABLA 310 –15(b)(3)(a)
Ic = 442.7
= 718.66 A
0.88 * 0.7
El conductor adecuado es: Como se sale de los valores de la tabla 310-15(b)(16) (columna
de 75°C) entonces se seleccionan dos conductores por fase de calibre 700 kcm con 380 A
(Tabla 310-15(b)(16))
Porque 380*2 =760 A >718.66 A en dos tuberías independientes 300-3(b)(1)
SELECCIÓN DE CONDUCTORES POR CAIDA DE TENSION.
Concepto caída de tensión.- Perdida de voltaje de un punto a otro.
Z=R+JXL
Carga
Vr VS
Vs = IZL +
Vr
Vs = e +
Vr
Vr =
Voltaje de recepciónenVolts
Vs = Voltaje de su min
istro enVolts
L

e = caída de tensión en Volts o en % = ((Vs-Vr)/Vs) x 100
VR IZ
VS
q
VR I SEN q
IZ = e
I
IR COS q
q
IR
IXL
Dentro de los métodos de cálculo de conductores por caída de tensión encontramos los siguientes:
*Exacto
*Aproximado
*Chicharrónero
Las ecuaciones que se emplean para el cálculo de la caída de tensión por el método aproximado
son las siguientes:
Tipos de sistemas Formula a emplear

Sistema monofásico 1F-2H
e = 2IZL
= e
%e *100
Vfn
Sistema bifásico 2F-2H
e = 3IZl
%e = e
*100
Vff
Sistema bifásico 2F-3H
e = IZL
= e
%e *100
Vfn
Sistema trifásico 3F-3H
e= 3IZL
%e= e
*100
Vff
Sistema trifásico 3F-4H
e= IZL
e
%e= *100
Vfn
Donde:
e = Caída de tensión en Volts.
%e = Caída de tensión en %
I =Corriente Nomin al en Amperes. No es la I corregida es la I sin ningún factor
Z = Impedancia conforme a la tabla 9 de la NOM-001-SEDE-2012
Vfn = Voltaje entre fase y Neutro en Volts.
Vff = Voltaje entre fases en Volts.
L = Longitud del alimentador en Km.
nF = Numero de fases
nH = Numero de Hilos.
El cálculo de la caída de tensión puede tener dos enfoques:
a).- Cuando el calibre del conductor se ha seleccionado anticipadamente por corriente, se puede
calcular la pérdida de tensión o caída de tensión en ese circuito en % o en Volts. Y

b).- Que fijado el valor de la caída de tensión en un punto se puede seleccionar el conductor
adecuado, para permitir una caída de tensión menor o igual al valor fijado.
Ejercicios para el caso del inciso a). Calculado el conductor por corriente determinar la
caída de tensión.
1.- La Caída de tensión en el circuito secundario de un transformador trifásico.
Línea de 13.2 KV
e% = ?
13 200/220-127V 75 KVA
L = 50 Mts.
a) 300 KCM
Cual es su caída de tensión en %, si los conductores se encuentran alojados en un tubo conduit de
acero galvanizado. El sistema es 3 F – 4 H donde: Z = 0.213
e =IZL..........Volts
A
In KVA 196.82
75 =
´
KV
3 .22
=
e =(196.8A)(0.213) W´0.050 =2.0959
Km Volts
Km
1.65%
e% = 2.0959´100 =
127
e Vs Vr
% = - ´100
Vs
Vr =127-2.0959=124.9 Volts
e% = 127 -124.9 ´ =
100 1.65%
127
Nota: la corriente que se va a tomar siempre es la corriente nominal no la corregida. Es decir la
corriente de la carga sin ningún factor
Ejercicios para el caso del inciso b)
Seleccionar ahora el conductor para una caída de tensión £ 1.5%

1.905
= ´ e e Vn
Vf n
% 100 Þ = %´ = 1.5 ´ 127
=
100
100
-
e e
e = 1.905 Volts
De: e =IZL
Z = e = 1.905
=0.193597 W
IL (196.8)(0.050)
Km
Con este valor me traslado a la tabla 9 de la NOM-001-SEDE-2012
Si fuera 350 KCM Z= 0.197 Ω al neutro/Km (Tabla 9)
e =(196.8A)(0.197)(0.050) =1.93848
e%=1.93848*100 =
1.526%
127
1.526% > 1.50%
Por lo tanto este calibre 350 KCM no es adecuado al 1.5% y debe ser 400 Kcm
La caida de tensión para el cal 400 KCM Z= 0.184 Ω/Km se calcula:
e =(196.8A)(0.184)(0.050) =1.810Volts
e%=1.810*100 = 1.425%
1.425% < 1.5%
127
Por lo tanto este calibre es adecuado es 400 Kcm
2.-La Caída de tensión en el circuito alimentador de un motor trifásico.( sistema 3F-3H)

1/0
M
W
Z 1/0 = 0.43 Km
e £ =1.3 %
3F
CP = 50
Ipc= 65 A (T 430-250)
IA= 1.25 (65) = 81.25
L = 100 m
e% = 2.51
440 V
e % =1.42
Determinar la caída de tensión de acuerdo con los conductores seleccionados por corriente
e =
3
IZL
= W =
( 3)(65)(0.43 )(0.1 )
e Volts
e e
= ´ = ´ =
% 100 4.84 100
% 1.10%
440
4.84
=
=
-
e
V
Km
Km
e
f f
2.- Caída de tensión acumulativa
1.42 + 1.10 = 2.52 %
Si la caída de tensión se prefijara en un valor ≤1.3 %

= 1.3 ´ 440
= Þ =
e Volts e IZL
Z e
= = = W
0.508
5.72
IL ( 3)(65)(0.1)
Km
3
5.72 3
100
con Z = 0.508 Ω / Km y conforme a la tabla 9 el conductor es:
1 / 0 Z = 0.43 Ω / Km “El inmediato inferior”
Selección de conductores por corto circuito.
La selección de los conductores por corto circuito consiste en que estos, deben ser capaces de
soportar las corrientes de cortocircuito que circulan por ellos en condiciones de falla.
3.- Calculo de la caída de tensión por los Métodos: Exacto, Aproximado y Chicharronero.
Ejemplo:
Calcular la caída de tensión por los tres métodos anteriores, en las terminales de un motor trifásico
de 25 HP, 440 V, Factor de potencia igual a 0.8 (-) y eficiencia h = 0.85 p.u. a una distancia de 50
Mts. Los conductores de este alimentador están alojados en tubería conduit metálica y deben ser
del tipo TW 60º C a temperatura ambiente de 30º C.
El circuito serie equivalente monofasico es el siguiente:
MÉTODO EXACTO
Ir = Is

Vr =Vs - IsZ o bien Vr =Vs -e donde e = DV en Volts.
Si DV =IZL
Vr = Vs -
IZL
Vr = Vs -( Is cos q ± jIssen q
)( R + jxl )
L
Si tenemos un motor trifásico la corriente a plena carga la podemos calcular mediante la siguiente
expresión:
Amps
35.987 36.86º .
I 0.746*
HP
Vff f p
0.746 * 25
h
3 *.44*.8*.85
.
3 * * . .*
=
I = = Ð-
Amps
La corriente mínima que deben soportar los conductores debe ser:
I =1.25*35.98 = 44.97A Por 430-22
Como los conductores son TW-60º C y la temperatura ambiente es de es de 30º C
FT = 1
FA = 1
Por lo tanto: Ic = 44.97
El conductor adecuado es Cal. No. 6 AWG Con 55 Amps.……..… Tabla 310-15(b)(16)
Conforme a la tabla 9 de la NOM-001-SEDE-2012 para un conductor de cobre calibre No. 6, para
tubería metalica rigida o de acero
R75 0 =1.61 W km
km
XL
=0.210 W 75
Para corregir a 60º C se emplea la siguiente expresión:
2
1
2
1
T +
t
T t
R
R
+
=
Donde:
R2 es igual a la resistencia del conductor a 75º C conforme tabla 9 de la NOM-001-SEDE-2012.
R1 es igual a la resistencia del conductor a la temperatura de 60º C
T es la temperatura en ºC (bajo 0) en la cual el material tiene resistencia eléctrica teóricamente
nula igual a 234.5º C para el cobre.
t1 es la temperatura máxima de operación del conductor igual a 60º C

t2 es igual a la temperatura máxima de corto circuito del aislamiento en ºC igual a 75º C
De la formula anterior
1
2
R R T +
t
1 2 T +
t
=
R = °+
1.61 234.5 60º 1 °+
234.5 75º
R60 = 1.53 Ω/km
R = 1.53 Ω/km × 0.050 Km. = 0.0765 Ω
XL = 0.210 Ω/km × 0.050 Km. = 0.0105 Ω
Calculo de la impedancia Z = R + jXL
Z = 0.0765 + j 0.0105 = 0.0766∟7.4º Ω
I = 35.98 ∟-36.86º
Calculo de la caída de tensión:
Δ V = 35.98 ∟-36.86º × 0.0766∟7.4º
Δ V = 2.756 ∟-29.46º Volts.
Δ V = 2.399 – j1.355 Volts
Si regresamos al circuito equivalente
Vs = Vff = 440
=
254.03Volts
3
3
VR = VS - ΔV VS = 254.03 ∟ 0º
VS = 254.03 + j0
VR = 254.03 – (2.399 – j1.355)
VR = 251.631 + j 1.355
VR = 251.634 ∟0.308º
La caída de tensión = regulación
V V
% Reg. = ´100 -
S R
V
s

æ -
254.03 251.634 ´ ÷ø
ö çè
% Reg. = 100
254.03
% Reg. = 0.943
METODO APROXIMADO
V ( R X sen ) LI L D = cosf + f ´
DV =(1.53´0.8+0.210´0.599)´35.98´0.050
ΔV = 2.42 V
VR = 254.03 – 2.42 = 251.61
254.03-251.62 ´ =
% Reg = 100 0.9526
254.03
METODO CHICHARRONERO
Tomando en cuenta que V Vn 3 f =
LI
= ´ ´ ´
% 2 3 = 2
VnSc
e L I
V Sc
f
´
1.06
e = ´ ´ ´
% 2 3 50 35.98 =
´
440 13.3
Comparando los 3 métodos:
Método exacto % R = 0.943 %
Método aproximado % R = 0.9526
Método chicharronero % R = 1.06 %
2 Trabajo:

Realizar el levantamiento de las instalaciones eléctricas de su casa, este plano debe mostrar
en planta todos los elementos de la I.E. ; En un cuadro de cargas mostrar los tableros de
alumbrado, el numero de circuitos, elementos de la I. E. por circuito con su carga
correspondiente, voltaje, corriente, potencia por circuito; tipo y dimensiones de las
canalizaciones; conductores, protecciones de sobrecorriente, tamaño de los conductores
de fase, de tierra física por circuito; balanceo de cargas etc.,
UNIDAD IV.- PROTECCIÓN CONTRA SOBRE CORRIENTE.
Fusibles.
Protección de sobre corriente
Tiempo inverso (termomagnético)
Interruptores
Automáticos Disparo instantáneo (magnéticos)
.
Curvas de Tiempo- Corriente
FUSIBLES
I

Es importante seleccionar adecuadamente los interruptores y no alterar el valor requerido ya que
desprotege la instalación
Interruptores de disparo fijo, y variable no se pueden ajustar en campo
1.- Selección de las Protecciones de sobre corriente en el primario y secundario de un
Transformador. (450-3)

M
450-3 (a) (1)
75 KVA
Z = 4 %
450-3 (a) (1)
M M M
I
13 200 V.
220/127 V
Jaula de Ardilla
Calculo de la protección de sobre corriente en el primario del transformador trifásico a
través de un fusible.
S =
3
V In
ff
In = S = 75 KV =
3.28
A
( 3 ) V ( 3 ) ( 13.2
KV
)
ff
Por tabla 450 – 3 (a) 3 3.28 9.84 f I = ´ = Amps.
El fusible adecuado sería de 10 A por 240 – 6
Si la protección fuera un interruptor automático entonces por tabla 450 – 3 (a) se calcula:
I = 600% In (Ajuste máximo)
I = 6 x 3.28 = 19.68 A
Entonces por 240 – 6
El valor sería de 20 A
b) Selección de la protección secundaria del transformador

La protección para cualquier lugar se calcula con I = 125% In conforme tabla 450-3(a) de la
NOM.
La corriente en el secundario es In =
75 196.82
3 .22
Is = = A
´
I =1.25´196.82 = 246.02A por tabla 450-3(a)(1)
Por 240 – 6 el fusible o interruptor debe ser de 250 A
c) Protección de cortocircuito y falla a tierra para un motor (430 – 52 c1) tabla
(430 – 52)
Ejemplo:
Calcular la protección de corto circuito y falla a tierra mediante un interruptor termo magnético
(Automático de tiempo inverso) de un motor de 50 HP 220 Volts trifásico jaula de ardilla entonces:
La corriente a plena carga de un motor de 50 . A 220 Volts es:
Ipc =130A.....Tabla430-250
Como la protección es un termomagnético, la corriente del interruptor se calcula:
I Ipc Tabla
= -
250% ( 430 52)
I = =
Amps
2.5*130 325 .
Por 240 – 6 El interruptor debe ser: 350 A por 430 – 52 (c) excepción 1
d ) Protección contra corto circuito y falla a tierra de un circuito derivado para un grupo de
motores. (430-62)
El valor de la corriente de la protección contra cortocircuito y falla a tierra debe ser £ al tamaño de
la protección de C. C. Y falla a tierra del dispositivo mayor, más las corrientes a plena carga de los
demás motores.
I = Idisp.mayor +åIpc delos demasmotores
Ejemplo:
Seleccionar las características del interruptor termo magnético que protege el circuito alimentador
del grupo de motores de jaula de ardilla, con las características que se muestran en el diagrama
unifilar

M M M
I A Por Tabla
pc CP
= -
34 (430 250)
1(25 )
I A
pc CP
=
124
2(100 )
I A
pc CP
65
3(50 )
=
I =250%´I (tabla 430 -52) pc INTERRUPTORES
I A A A
pc
= ´ =
34 2.5 85 90
I A A A
pc
= ´ =
124 2.5 310 350
2
I A A A
pc
65 2.5 162.5 175
3
1
= ´ =
por 240-6 Excp. 1
Por 430 – 62 Protección de un grupo de motores
I A A A A por es un erruptor de Amps pt £350 +34 +65 =449 240-6 int 400
Protección de sobre corriente para maquinas de soldar de arco

630-12 (a). Protección contra sobrecorriente para maquinas
de Soldar. Cada maquina de soldar debe tener protección
contra sobrecorriente nominal o ajustable que no sea mayor a
200% de la corriente eléctrica primaria de la máquina de
soldar. O no mayor al 200% de de la Imax. de la corriente
nominal de alimentación a la capacidad nominal máxima
630-12 (a)
I A primaria =80
La protección contrasobrecorriente
Debe ser £ 200% primaria I
Para este ejemplo la protección contra sobrecorriente es:
I £2´80 £160A
Conforme 240 – 6. El interruptor debe ser de: 150 A
Protección de sobrecorriente para Bombas contra incendio (695-4(b)(2)(a).- Fuentes
Individuales
Corrientes a rotor bloqueado. Tablas 430-251(a) y 430-251(b)
Ejemplo:
Calcular la protección contra sobrecorriente de una bomba contra incendio que es alimentada en
440 V si la potencia del motor principal trifásico es de 100 caballos y cuenta con 2 motores
trifásicos auxiliares de 5 caballos cada uno. Esta protección a base de interruptores automáticos de
tiempo inverso (termonagnético).Considerar que los motores son diseño B
Por 695-4(b)(2)(a).- Los dispositivos de sobrecorriente se deben elegir o programar de modo que
soporten indefinidamente la suma de las corrientes eléctricas a rotor bloqueado de todos los
motores de las bombas contraincendios y de las bombas auxiliares. Los motores son diseño B.
. 725 2(46) 817 disp rot bloq I =åI = + = A Tabla 430-251B BCDE
100 CP 725
5CP 46
El interruptor adecuado es 1000 A por 240 – 6
PROTECCION DE SOBRECORRIENTE DE CAPACITORES
460-8b ()

Calcular la protección de sobrecorriente de un capacitor de 100 KVAR en 440 V
Solución:
= 100 = A
Por 240-6 el interruptor debe ser de 150 A
Ic 131.21
x
.44 1*1.73
V PROTECCION DE CONTRA SOBRECARGA.430-31 Solo aplica a motores
Relevadores de sobrecarga Se pueden ajustar el
Disparo en campo
Protección de sobre carga
Elementos bimetálicos no se puede ajustar el
(Elementos térmicos) disparo en campo
Relevador de Sobrecarga de 2.6 a 9.6 A
Tornillo de bimetalico
9.6
Nota: Todos los motores de servicio continuo mayores de 1 HP deben tener proteccion de sobre
carga. 430-32(a).
Si se desea fortalecer el conocimiento sobre motores buscar 430 – 1 y relacionar figura (430 – 1)
Servicio continuo en definiciones (Articulo100)
Servicio por tiempo corto
Factor de servicio (F. S.).- es la sobrecarga a la que puede trabajar un motor.
2.6-9.8 A
(5.6 A) Disparo
Características del
elemento Bimetálico
5.6
ElementoBimetalico
2.6 Catalogo MCA

Ejemplo:
Seleccionar la protección de sobrecarga por medio de un relevador separado para un motor
trifásico de 50 C. P. 220 Volts. El factor de servicio es de 1.30
Protección sobre carga ≤ Ipc´125% (430-32(a)(1))
Si el F. S. (factor de servicio) es de 1.25 y de servicio continuo. La protección de sobre carga se
calcula:
Isc=(125%) (Ipc).........430-32(a)(1) y como la Ipc = 130 A........(tabla 430 – 250)
Isc = (1.25) (130) =162.5A
Si la protección fuera por relevador de sobre carga. El elemento es DD 185 con rango 157 – 166 A
Para elemento bimetálico es AF – 159 con rango 150 – 163 A
Investigar en que consiste el método de Alumbrado de “LUMEN” y aplicarlo un ejemplo particular
para entregar en 15 días a partir de hoy.
UNIDAD VI Puesta a tierra y Unión (ARTICULO 250)
Los Tipos de Fallas a tierra que se presentan en un sistema eléctrico son las siguientes:
Falla a tierra
Una fase a tierra ( falla monofásica )
a
a-T, b-T, c-T
b
c
Dos Fases A Tierra (falla bifásica a tierra)
a
ab-T , bc-T, ca-T
b
c
Objetivos de la conexión a tierra:

¿Porqué poner a tierra las instalaciones eléctricas?
1. Operación correcta de las protecciones
2. Protección de personas, equipos e inmuebles
3. Eliminación de cargas estáticas
4. Conducir la corriente de falla a tierra (con una impedancia baja)
Representación del Conductor Puesto a Tierra (Neutro.)
a b
c
R>>>>
N
Gabinete Metalico
Puente de union
¿Cuáles son los tipos de conductores de puesta a tierra de equipos? (250-118)
a) Un conductor de cobre, aluminio o aluminio recubierto de cobre.
b) Tubo conduit metálico pesado tipo RMC
c) Tubo conduit metálico semipesado tipo IMC
d) Tubo conduit metálico ligero tipo EMT.
e) Tubo conduit metálico flexible tipo FMC, cumpliendo las condiciones que marca la NOM.
f) Tubo conduit metálico flexible hermético a los líquidos tipo LFMC, cumpliendo las condiciones
que marca la NOM.
g) Tubo conduit metálico flexible ligero tipo FMT, que termina en accesorios adecuados,
cumpliendo las condiciones que marca la NOM.
h) La armadura del cable tipo AC.
i) La cinta de cobre de cable cn aislamiento mineral y forro metálico tipo MI.
j) Cable con blindaje metálico tipo MC.
k) Charola portacables.
l) El armazón de ensambles de cables aislados.
m) Otras canalizaciones metálicas aprobadas, eléctricamente continuas y canales auxiliares
aprobados.
n) Canalizaciones metálicas superficiales adecuadas aprobadas para puesta a tierra.
Característica de la puesta a tierra.

Trayectoria efectiva de puesta a tierra (250 – 68 (b))
Tamaño mínimo del conductor de puesta a tierra (tierra física), para canalizaciones y equipo
(250 – 122 y tabla 250 – 122)
De que calibre serían los conductores de puesta a tierra con las protecciones señaladas
200
T.F. (6 AWG )
150
T.F. (6 AWG )
M M M
75 KVA
M
13 200
220/127 V
Nota: Por el conductor de tierra física nunca debe circular corriente en condiciones normales de
operación del sistema eléctrico. Solo en condiciones de fallas a tierra.
Diferencias entre los conductores:
a) conductor de puesta a tierra (tierra física)
b) conductor puesto a tierra (neutro)
Conductor puesto a tierra (neutro) vs. Conductor de puesta a tierra (Tierra física)
1.- circulan las corrientes de desbalanceo
del sistema en condiciones normales.
1.- Circula solamente corriente, en
condiciones de fallas a tierra.
En Sistema 3F – 4H Si el sistema esta desbalaneado va a circular corriente en
el neutro.
Si el sistema esta balanceado no va a circular corriente en
el neutro.
(Ejemplo un motor trifásico ideal que conduzca
por las 3 F la misma corriente)
30
T.F. (10 AWG )
70
T.F. (8 AWG )

Medios de Identificación de los conductores puestos a tierra y de puesta a tierra.
Neutro vs. Tierra física
Colores blanco, gris claro (200-6(a))
Tres franjas blancas.
Verde continuo o verde con una o más franjas
amarillas o desnudo (250 – 119 )
Interruptor
Principal
Tierra Fisica
Fase a
Neutro
c a
b
Medidor
N
T.F.
250-102(c) cuando los
conductores de fase son
mayores
1100KCM o 557 mm2
cobre o 1750KCM o
887mm2 aluminio
1750 Kcm- Aluminio
Tabla 250-122
Puente de unión
250-102(c) y Tabla
250-66
Conductor del
Electrodo a
Tierra 250-66 y
Tabla 250-66
¿Dónde se coloca el puente de unión? En la base de medición o en la entrada de acometida
(interruptor principal)

Neutro
N
Tierra Fisica
Electrodo o
Varilla de Tierra
Ejercicio ¿Cuál sería la sección transversal (mm2) del puente de unión y del conductor del
electrodo a tierra para un conductor calibre 2000 Kcm de entrada de acometida?
Solución: La sección transversal del 2000 Kcm = 1013 mm2 (tabla 310 – 15(b)(16))
Por 250 – 102 (c) 12.5% (1013) = 126.625 mm2
Para 126.625 mm2 corresponde un calibre 250 Kcm con 127 mm2
Por Tabla 310 – 15(b)(16)para un calibre 250 Kcm corresponde 127 mm2
Tipos o sistemas a) Tubería metálica subterránea para agua
De b) Acero estructural del edificio o estructura
Electrodos de tierra c) Electrodo recubierto en concreto
250 – 52(a) d) Anillo de puesta a tierra.
e) Electrodos de varilla y tubería.
f) Otros electrodos

a
-
250 52( )(5)
³
h 2.44
metros
Estructura
Metálica
Anillo de Tierra
Puente de union
h
h
Varilla dentro con una
Tubería metálica subterránea
Varilla o Electrodo
Empotrado en concreto

VIII Canalizaciones y Charolas portacables (Métodos de alambrado Capitulo 3)
Tubos
Canalización (Art. 100)
Ductos
342 Tubo conduit metálico semipesado tipo IMC
344 Tubo conduit metálico pesado tipo RMC
Tubos conduit → 348 Tubo conduit metálico flexible tipo FMC
350 Tubo conduit metálico flexible hermético a los líquidos tipo LFMC
352 Tubo conduit rígido de policloruro de vinilo tipo PVC
353 Tubo conduit de polietileno de alta densidad tipo HDPE
356 Tubo conduit no metálico flexible hermético a los líquidos tipo LFNC
358 Tubo conduit metálico ligero tipo EMT
360 Tubo conduit metálico flexible ligero tipo FMT
364 Tubo conduit de polietileno.
“Tarea hacer una tabla de los artículos leídos que se llamara
- usos permitidos
- usos no permitidos” Importante para tomar juicio
Clase I.- líquidos y gases inflamables.- Gasolineras,
estaciones de gas, etc. (Artículo 501)
Áreas peligrosas (clasificadas) Clase II Polvos inflamables.(Artículo 502)
(Artículo 500) Clase III.- pelusas. (Artículo 503)

“Número máximo de conductores en un tubo (342 –22) → Tabla 1 del capítulo 10
a) b) c)
53 % 31 % 40 %
1 conductor 2 conductores Más de 2 conductores
a) sección transversal de un conductor incluido su aislamiento £ 53 % sección transversal
total disponible del tubo.
b) å sección de los 2 conductores incluido sus aislamientos £ 31%, sección transversal
total disponible del tubo.
c) å sección transversal de los tres o más conductores incluidos sus aislamientos £ 40 %.
sección transversal total disponible del tubo.
“Selección de la designación métrica y tamaño comercial de canalizaciones (tubo conduit)”
Ejemplo. Seleccionar el diámetro del tubo conduit metálico pesado tipo RMC que alojara los
siguientes circuitos:
1 circuito de fuerza 3 F – TF; 1/0 - 6 AWG Aislamiento tipo THHW – Desnudo (para la tierra física)
1 circuito de alumbrado N – 2 F – TF; 10, 10, 12 Aislamiento THW
Solución: ( Ver Tabla 5 capitulo 10 )
Circuitos No.
Conduc/Calibre
Aislamiento Área aproximada
mm2
Area aprox. Total
mm2
1 3F – 1/0 THHW 143.40 430.20
TF – 6 Desnudo 8.37 8.37
1 N – 10 THW 15.68 15.68
2 F - 10 THW 15.68 31.36
TF – 12 THW 11.68 11.68
å 497.29 mm2
En tabla 4 para el tubo conduit metálico pesado (Articulo 344)
La designación métrica adecuada es de: 41 Tamaño comercial (1 1/2) porque 497.29 < 533 mm2

Ejemplo: Seleccionar el diámetro del tubo conduit metálico semipesado tipo IMC que alojara los
siguientes circuitos
1 Circuito de alumbrado 1 F – N – TF 8 – 6 – 10 – RHW – desnudo
3 Circuitos de fuerza 3 F – T. F., 2 – 8 – RHW – 2
Ver tabla 5 del capítulo 10
Circuitos Calibre Aislamiento Area aproximada
mm2
Sección
transversal total
1 1 – 8 RHW 53.87 53.87
1 1 – 6 RHW 67.16 67.16
1 1 – 10 Desnudo 5.26 5.26
3 3 F – 2 RHW – 2 112.90 1016.10
3 1 TF – 8 RHW – 2 53.87 161.61
1304.00 mm2
En tabla 4 para el tubo conduit metálico semipesado (Articulo 342)
La designación métrica adecuada es de: 63 Tamaño comercial (2 1/2) porque 1304 < 1323 mm2
“Ductos metálicos (Art. 376) y no metálicos” (Art 378)
(376-22(a)); número de conductores en un ducto.- No más de 30 conductores de fase.
La suma de las secciones transversales de todos los conductores incluidos sus aislamientos no
debe ser mayor de 20% de la sección transversal disponible del ducto.
Área ocupada por los conductores≤ 20%
Ductos comerciales en México
Área total 20 % del área a ocupar
Estos son los 5cm x 5cm = 25 cm2 5 cm2
Ductos comerciales 10cm x 10cm = 100 cm2 20 cm2
15cm x 15cm = 225 cm2 45 cm2
Factores de ajuste:
Ductos metálicos 376-22(b).- Se aplican cuando el número de conductores portadores de corriente
son mayores de 30.
Ductos no metalicos(378-22).- Se les debe de aplicar los factores de ajuste a los conductores
portadores de corriente que lleguen hasta incluyendo el 20% de

ocupación.
Ejemplo:
Ejemplo: Seleccionar el ducto metálico cuadrado adecuado para alojar los siguientes circuitos:
1 circuito de fuerza 3 F – TF; 1/0 - 6 AWG Aislamiento tipo THHN – Desnudo (para la tierra física)
1 circuito de alumbrado N – 2 F – TF; 10, 10, 12 Aislamiento THWN; 15 conductores de
señalizacion calibre 16 AWG com aislamiento RFH-2.
Solución:
Circuitos No.
Conduc/Calibre
Aislamiento Tabla 5
Sección
transversal mm2
Sección trans.
Total mm2
1 3F – 1/0 THHN 119.7 359.1
TF – 6 Desnudo 8.37 8.37
1 N – 10 THWN 13.61 13.61
2 F - 10 THWN 13.61 27.22
TF – 12
THWN
8.581
15-16
RFH-2
11.1
8.581
166.5
å 583.38mm2
= 5.8338 cm2
El ducto adecuado es de 10 x 10 cm. porque el 20% de 100 cm 2 es 20 cm 2 . Y 20 cm 2 es mayor
que 5.83 cm 2 .
Soportes tipo charola para cables (Art.392)
Escalera fondo sólido malla
Usos permitidos (392-10 y Tabla 392-10(a))
Instalación de cables y conductores (392-20)

A = Ancho
D ED
Conductores Individuales (392-20(d)) Conectados en paralelo (392-20(c))
CHAROLAS PORTA CABLES PARA CABLES MONOCONDUCTORES EN CHAROLAS TIPO ESCALERA, TIPO
MALLA O FONDO VENTILADO (392-22(b))
Numero de cables de un solo conductor (cables monoconductores) de 2000 v o menos (392-
22 (b))
Numero de cables en charolas portacables tipos: malla, de escalera o de fondo ventilado tamaños
de 21.2 mm2 (4) AWG, hasta 107 mm2 (4/0)………………….. (392-22(b) (1)(d)
Ejemplo:
Determinar el ancho del soporte tipo charola para cables, tipo escalera, malla o fondo ventilado
para soportar los siguientes circuitos de cables monoconductores calibres 4 al 4/0 conforme 392-
22(b)(1)(d).
2 circuitos de fuerza 3F – TF 3/0 – 4 aislamiento THHW y desnudo
2 circuitos de fuerza 3F – TF 4/0 – 2 aislamiento THW
3 circuitos de alumbrado 2F – N-TF 10 – 12 -12 aislamientos THW (estos circuitos no se
consideran, porque solo se acepta en soporte tipo charola calibres de 4 en adelante)
Referencia.: 392-10(b)(1)(a) y (c)
Circuitos Num.
Conductores/calibre
Tipo de
Aislamiento
Æ aproximado
en (mm) Tabla 5
Æ total en (mm)
(2 x 3 F) = 6 – 3/0 THHW 16.00 96.00
(2 x 1TF) = 2 – 4 Desnudo 5.19 10.38
(2 x 3F) = 6 - 4/0 THW 17.48 104.88
(2 x 1TF) = 2 – 2 THW 10.46 20.92
232.18 mm =
23.22 cm
Calculo del diámetro aproximado de conductores
4 AWG - 21.2 mm2 (tamaño nominal en mm2)
A d d Ax4 21.2x4 5.19mm
4
2
= = = =
p p
p

Conforme tabla 392-22(b1) el ancho de la charola debe ser de 30 cm. Porque 30 > 23.22 cm
392 – 22(b)(1)(a) Cables de un solo conductor con tamaños 1000 kcm o mayores
å Æ £ Ancho de la charola
Ejemplo:
Determinar el ancho de charola tipo escalera, malla o fondo ventilado para soportar los siguientes
cables monoconductores:
5 cables monoconductores 1000 kcm RHW
5 cables monoconductores 1250 kcm THHW
Solución:
Cables Calibre KCM Aislamiento Æ (mm)
tabla 5
Æ total (mm)
5 1000 RHW 38.15 190.75
5 1250 THHW 39.09 195.45
386.20 mm=
38.62 cm
La charola debe ser de 40 cm porque 40 cm > 38.62 cm (tabla 392-22(b1))
392-22(b)(1)(b) cables de un solo conductor 250 - 900 kcm La suma de las secciones
transversales de todos los cables, incluidos los aislamientos debe ser menor o igual que lo
que señala la columna 1 de la tabla 392-22(b)(1), para el correspondiente ancho de la
charola.
Ejemplo:
Determinar el ancho de charola tipo escalera para soportar los siguientes circuitos con cables
monoconductores:
3 circuitos de fuerza 3F; 250 THHW
3 circuitos de fuerza 3F; 750 THHN
3 circuitos de fuerza 3F; 900 THWN
Circuitos Numero
Cond./calibre
Tipo de
Aislamiento
Sección
transversal
mm 2 tabla 5
Sección
transversal
total
3 Fuerza 3 F – 250 kcm THHW 296.50 2668.50
3 Fuerza 3 F – 750 kcm THHN 677.20 6094.80
3 Fuerza 3 F - 900 kcm THWN 794.30 7148.70
15912 mm2
El ancho de la charola debe ser de 60 cm. Porque 16,800 mm2> 15,912 mm2 (tabla 392–22(b) (1))

392-22(b)(1)(c) cables de un solo conductor 1000 kcm o mayores con cables menores de
1000 kcm
[Suma de Áreas de cables < 1000 kcm ≤ columna 2 (tabla 392–22(b)(1))
Ejemplo: Seleccionar la charola tipo escalera adecuada para soportar los siguientes cables
monoconductores
- 2 alimentadores 3 F – N; 1000 kcm THHW
- 3 circuitos fuerza 3 F – TF; 500 kcm; 4/0 THHN – desnudo
- 1 alimentador 3 F - N; 1500 kcm THW
Suma de áreas o secciones transversales menores de 1000 kcm son:
Aislamiento Áreas aprox.
(mm2) Tabla 5
Área total
9 cables 500 kcm THHN 456.30 4106.70
3 cables 4/0 Desnudo 107.00 321.00
4427.70 mm2
Sd (suma de diámetros)
å Æ cables 1000 y mayores
Æ unitario(mm)
Tabla 5
Æ total
8 cables 1000 kcm THHW 34.85 278.80
4 cables 1500 kcm THW 42.21 168.84
447.64 mm
28 Sd = 28 x 447.64 = 12,533.92 mm
Columna 2
Para 75 cm - - - - - 21000 - 28Sd= 21000- 12533.92 = 8466.08 mm2
4427.70 < 8466.08 mm2
Por lo tanto la charola adecuada es de 75 cm.

CHAROLAS PORTA CABLES PARA CABLES MULTICONDUCTORES EN CHAROLAS TIPO ESCALERA, TIPO
MALLA O FONDO VENTILADO.(392-22(a))
392-22(a)(1)(b) Para cables multiconductores calibres menores del 4/0 awg
la suma de las secciones transversales no debe superar lo indicado en la columna 1 de la tabla 392-22(a)
Seleccionar la charola adecuada tipo malla para soportar los siguientes cables multiconductores:
5 cables multiconductores con 3 conductores del calibre 3/0 con un diámetro de 32 mm.
2 cables multiconductores con 3 conductores del calibre 1/0 con un diámetro de 26 mm.
3 cables multiconductores con 3 conductores del calibre 4 con un diámetro de 22 mm.
Calculo de las secciones transversales de los cables:
A =p *D =p = mm 2
2
2 2
804.24
*32
4
4
2 2
A =p *D =p * 22
= 380.13
mm
4
4
2
2 2
A =p *D =p * 26
= 530.92
mm
4
4
La suma de las secciones es 5(804.24) +2(530.92) + 3(380.13) = 6223.43 mm2
Conforme a la tabla 392-22(a) en la columna 1 encontramos un valor de 6800 mm2 mayor que 6223.43 mm2
para un ancho de charola de 22.5 Cm. Es decir 6223.43 mm2 < 6800 mm2
Por lo tanto la charola adecuada es de 22.5 Cm. De ancho interior
392-22(a)(1)(c) Si en el mismo soporte se instalan cables multiconductores del 4/0 o mayores con cables
multiconductores menores del 4/0; La suma de las áreas de las secciones transversales de los conductores
menores del 4/0 no debe superar lo señalado en la columna 2 de tabla 392-22(a) para el correspondiente ancho
de la charola.
åAreas conductoresmenores del 4 / 0Íarea ocupacion resul tante columna2
Ejemplo: Seleccionar la charola tipo escalera adecuada para soportar los siguientes cables
multiconductores
- 5 C. multiconductores 3 F – N; 4/0 awg con un diametro de 40 mm
- 5 C. multiconductores 3 F – TF; 500 kcm; con un diametro de 65 mm
- 5 C. multiconductores 3 F . N; 2 awg con un diametro de 24 mm
Calculando la seccion transversal de los cables multiconductores menores del 4/0 en este caso el
calibre 2 AWG
A =p *D =p = mm 2
La sección transversal total seria: 5x 452.38= 2261.9 mm2
2 2
452.38
*24
4
4
Calculando la suma de diámetros SD= 40(5) + 65(5)= 525 mm
Ahora bien:
30SD= 30 x 525 = 15750 mm
Para una charola de 60 cm. La columna 2 de la tabla 392-22(a) resulta ser:
18000- 30SD = 18000-15750 = 2250 Para este valor 2261.9> 2250
Por lo tanto la charola de 60 cm no es la adecuada.

Para una charola de 75 Cm. La columna 2 de la tabla 392-22(a) resulta ser:
22500- 30SD = 22500-15750 = 6750 Para este valor 2261.9< 6750
Por lo tanto esta charola adecuada o correcta es la de 75 Cm.
UNIDAD VII.- Subestaciones
Definición
Conjunto de elementos que transfieren energía de un circuito a otro con modificación o no en el
voltaje, corriente sin variar la frecuencia.
Sus elementos: estructuras, interruptores, transformador (es), cuchillas, barras, tableros, sistema
de tierra, apartarrayos, etc.
Las subestaciones.- por su operación se clasifican en:
- elevadoras
- reductoras
- switcheo
Las subestaciones pueden ser:
Potencia o Transmisión (400 KV y 230 KV)
Subtransmision ( 115 y 85 KV)
Distribución (33, 23 y 13,8 KV)
Esta clasificacion esta en funcion de los voltajes de operación
Tipos de Subestaciones por su construcción

- tipo subestación abierta - Tipo Compacta.
La energía la transfieren mediante el transformador.
Transformador
Devanado Primario
Devanado Secundario
Vp = Voltaje Primario
Primario: Es por donde recibe la
alimentación
Secundario: Es el circuito
donde entrega la energía el
transformador a la carga
El transformador puede ser elevador o reductor según sea la fuente de alimentación.
Vs = Voltaje de salida

La magnitud de esa relación se define por la relación de transformación y se expresa mediante la
siguiente expresión:
a = V 1
= N
1
=
I
2
V
2
N
2
I
1
donde:
a = Relacion de transformación
V1 = Voltaje primario Volts
V2 = Voltaje secundario Volts.
N1 = Numero de espiras en el primario
N2 = Numero de espiras en el secundario
I2 = Corriente en el secundario en Amp.
I1 = Corriente en el primario en Amps.
Definición:
Transfiere energía de un circuito a otro mediante una conexión magnética ( Φ ). No tiene conexión
eléctrica.
El transformador tiene perdidas magnéticas y eléctricas (por el fierro o acero del núcleo y por el
cobre)
Devanado. Primario.- se hace de cobre
Devanado. Secundario.- se hace de aluminio o cobre
La conexión de los devanados es a través del núcleo (Acero al silicio)
Los transformadores por su tipo se clasifican en:
- tipo poste
- tipo (bóveda) sumergible
- tipo pedestal
Clasificación de transformadores por el número de fases o piernas.:
- Monofásicos
- Bifásicos
- Trifásicos

13.2 / 400 KV 400 / 115 KV
13.2 V voltajes
Planta generadora
Transmite a altos
S.E.
(Subestación Elevadora) (Subestación Reductora)
115 / 13.2 KV
13.2 / .22-.127 KV (Subestación Reductora)
S.E.
(Subestación Reductora)
Por su conexión: Delta / Estrella salidamente aterrizada
S.E.
Las capacidades más comunes normalizadas en transformadores son:
S.E.
5
10
15
25
37.5
50
75
100
Monofásicos KVA Trifásicos
15
30
45
75
112.5
150
225
300
500
750
1000
KVA

¿Cómo se seleccionar la capacidad de un transformador?
KVA C I F D ´
. . . . F C
. .
F Div ´
F P
. . . .
=
C. I. = carga instalada en KW
F. D. = factor de demanda £1 0.7 C a Instalada
F D Demanda 
Maxima

arg
. . =
F. Div. = factor de diversidad ³1 =1.02
F. P. = Factor de potencia ≤ 1 = cos de θ = 0.9
F. C. = Factor de crecimiento = 25%
=å
Dmi ( demanda máxima individual
) . :
( )
F Div
Dms Demanda máxima del sistema
Sistema
130
30 50 80
F . Div : = 30 + 50 + 80 = 1.23
KW
130

1. Conocer las necesidades de las cargas por abastecer.
Lista de necesidades
a) Alumbrado y Contactos 600 lamp de 2 x 75 w x 1.25 = 112 500 W
400 lamp de 2 x 38 w x 1.25 = 38000 watts
150 Contactos de 180 VA = 27 000 watts
177 500 watts
177.5 Kw
b) fuerza
20 motores de 5 C. P. = 74.6
10 motores de 7.5 C. P. = 55.95 (TABLA 430 – 250)
30 motores de 10 C. P. = 223.80
10 motores de 50 C. P. = 373.00
727. 35
+ 177.50
904.85 KW carga instalada
¿
Solucion:
KVA 1.25 862.46KVA
904.85 é
0.7 ù
1.02 0.9
úû
´ = êë
´
=
La capacidad seleccionada debe ser de 1000 KVA.
Niveles de aislamiento
Categoría A
(Distribución)
13.8 KV
23.0 KV
34.5 KV
Tabla 4
Categoría B
(Subtransmisión)
85 KV
115 KV
230 KV
Tabla 5
Categoría C
(Transmisión)
400 KV
Tabla 6
Tensiones Nominales
4.4 KV(1)
6.4 KV(1)
13.8 KV(2)
23.0 KV(2)
34.5 KV(2)
52.0 KV(3)
Tensiones Nominales
69 KV(1)
115 KV(1)
138 KV(2)
161 KV(2)
230 KV(1)
Tensiones Nominales
400 KV(1)
765 KV(2)
NBAI = NBI = BIL = Nivel Básico de aislamiento al impulso por rayo (categoría A y B).Tablas 4 y 5
NBS=NBM= Nivel Básico de aislamiento al impulso por maniobra (categoría C). Tabla 6

Curva de daño de un transformador debida al aislamiento
KV
KV1
Vd
Tf
TF = Tiempo de frente de onda (KV)
TC = Tiempo de cola (KV)
*BIL del Transformador
Curva de Daño
Curva de operación de Apartarrayo
T1
Tc
T
F
= 1.2
T 50 m seg onda normalizada del rayo.
c
Vd = Tensión de descarga
* Se refiere al voltaje ( impulso ) que puede recibir o al que e esta diseñado el transformador en
caso de que haya un esfuerzo o sobrevoltaje.
Características de apartarrayos
Estación (tabla 7) → para subestación
Intermedio (tabla 8) → Para proteger ciertos
equipos de cierto valor y su diferencia es la
robustez.
Distribución (tabla 9) → para transformadores
tipo postes .
Tipos de apartarrayos
¿Cómo se selecciona un apartarrayo?
Selección del Voltaje Nominal:
Vd = Tensión de descarga (KV)
VN = Tensión de nominal del apartarrayos (KV)
n Max.Diseño V =KV
K = constante

K = 0.8 si el sistema donde se conecta el apartarrayos es multiaterrizado (predominante en
México)
K = 1.0 si no esta aterrizado o aislado.
Max.Diseño V = Tensión máxima de diseño según la categoría del aislamiento (A, B o C)
Ejemplo: ¿Cuál es el VN de un apartarrayos clase intermedio. Para proteger un TR-750KVA
34.5KV en un sistema multiaterrizado (3F-4H)?
. 38.0 Max V = 38(0.8) 30.4 N V = = KV(Tabla Niveles de Aislamiento
Normalizados para equipos de la categoría A).
Considerar los apartarrayos para: 30 y 36 KV.
Para: 30 KV …….. Vd = 94-105 KV. (tabla 8)
Para: 36 KV …….. Vd = 111-125 KV
.
Para: 30 KV …….. S = 250 KV.
Para: 36 KV …….. S= 300 KV
Índice de elevación de tensión (pendiente) = s
Para conocer la distancia máxima a la que debe instalar el apartarrayos del transformador se utiliza
la siguiente expresión:
300[ V V
]
X D 2
X
s
-
= --------------------- (mts) 0.8 X V = NBAI
X = Distancia en metros. del apartarrayos al equipo por proteger
Vx= 0.8 * 150= 120 Kv
La distancias máximas a instalar los apartarrayos para garantizar un margen de proteccion del 20
% son:
Para el de 30 KV Para el de 36 KV
X =300(120 -105) = 9 Mts .
4.5 .
2 * 250
X =300(120 -111) = Mts
2 *300

El margen de protección debe ser ≥ al 20%
MP NBAI V
= - ´
D 100
V
D
D V
TR-750 KVA
NBAI = 150 por tabla 4 considerando la nota 5)
El margen de protección para 30 KV es:
MP = - ´ =
Para 36 KV
150 105 100 42.85%
105
MP = 150 -111 =
*100 35.13%
111
ID = corriente de descarga del apartarrayos (KA)
I K NBAI
0
2 D
Z
=
ID = Corriente de descarga del apartarrayos en KA
Z L= C
0 Z = Impedancia característica de la línea 0
X = Distancia del equipo
a Tierra
L = Inductancia de la línea (Hy Henry)
C = Capacitancía de la línea (Fd Farday)

k = Depende en el diseño a la distancia que se suponga que cae la descarga
Valores de K
D ( metros ) Factor K
700 3
1600 2
3200 1
Ejemplo: Si se tiene una Z0 =200 Ohms y considerando una k =1
(1)2 150 1.5
D 200 I = = KA
La corriente de descarga del apartarrayos seria de 5KA
En resumen las características de los apartarrayos serian:
Vn 30 KV 36 KV
S 250 KV 300 KV
Vd 94-105 KV 111-125 KV
Id 5 KA 5 KA
MP 42.55 % 35.13 %
X 9 mts. 4.5 mts.
Vr 70-90 KV 88-116 KV
Seleccionar las características de los apartarrayos clase estacion, en 115 y 34.5 de un
transformador de 12.5 MVA, si el sistema es multiaterrizado y la impedancia característica de la
línea son: 250 W y 180 W respectivamente. Calcular los márgenes de protección y las distancias
máximas a la que debe instalarse el apartarrayos para cubrir el 20% de MP (margen de
protección); considere que el rayo cae a una distancia de 1500 mts. Hacia cada lado de las líneas.

12.5 MVA
Zc = 250 W
Zc = 180 W
VN = Voltaje nominal apartarrayos
Características del Apartarrayos en 115 V. Si es clase estación nos vamos a la tabla 5
n Max.Diseño V =KV
(0.8) (123) 98.4 n V = = KV Para este encontramos apartarrayo tipo Estación de
NBAI =BIL =450.0 96 y 108 KV
Vd para 96 KV = 288 - 304 KV tabla 7
Vd para 108 KV = 315 - 340 KV tabla 7
Margen de Protección para apartarrayo de 96 KV
= - ´ = - ´ =
100 450 288 100 56.25%
288
MP NBAI V
D
V
D
Margen de Protección para apartarrayo de 108 KV
= - ´ = - ´ =
100 450 315 100 42.8%
315
MP NBAI V
D
V
D
La corriente de descarga se calcula con la siguiente expresión: K=2 Porque d = 1500 Mts.
I K NBAI KA KA
96
2 2(2) 450 7.2 10
= = = @
D 250
c
Z
Calculo de la distancia X :
34.5 kv
kkkkkkkk
115 KV V

[ - ] [ -
]
X mts
96
X D V V
300 300 360 288
= = =
13.5
s
2 2(800)
VX =0.8NBAI =0.8(450) =360KV
[ - ] [ -
]
X mts
108
X D V V
300 300 360 315
7.5
= = =
s
2 2(900)
S también se puede calcular por la siguiente formula:
100
12 N S = V ---------------- (KV)
Resumiendo las características de los apartarrayos son:
Vn 96 KV 108 KV
S 800 KV 900 KV
Vd 288-304 KV 315-340 KV
Id 10 KA 10 KA
MP 56.25 % 42.8 %
X 13.5 mts. 7.5 mts.
Vr 213-280 KV 240-316 KV

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