Antologia de instalaciones electricas 2022

“INSTALACIONES ELECTRICAS”
M.I. Victorino Turrubiates Guillén Primavera 2022 Pagina 1
BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA.
FACULTAD DE INGENIERÍA.
COLEGIO DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA.
ANTOLOGIA DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS.
M en I. VICTORINO TURRUBIATES GUILLÉN.

PROGRAMA DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS.
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).
 Elementos del Diseño de subestaciones. - Enríquez Harper.- limusa.
 Antología practica de Instalaciones Eléctricas. - Victorino Turrubiates Guillén.
 NEC 2011.
 HANDBOOK 2011.
Mecanismo de Evaluación:
4 Evaluaciones en el periodo: ------- 70%
2 Trabajos Extra clase ------------------ 20% (A falta de un trabajo directo a Extraordinario)
Tareas -------------------------------------10%
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 dedica 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.

Toda instalación eléctrica requiere de un proyecto, esto es claro, para realizar algo lo primero es
pensar en cómo 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 sería 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.- Utilización 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 o 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 monofásicos.
- 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 gráfica 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 de la memoria de cálculo, en sí, es 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 Standares
- Normas NOM son de carácter obligatorio
- Normas STD son de carácter voluntario
- Norma STD-17020 hace referencia a los organismos de inspección (Unidades de
Inspección).
Una unidad inspección de instalaciones eléctricas: verifica el grado de cumplimiento de normas
oficiales mexicanas.
UNIDAD II.- ESTRUCTURA DE LA NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-001-SEDE-2012.-
UTILIZACION.
La estructura de esta Norma Oficial Mexicana (en adelante NOM), responde a las necesidades
técnicas que se requieren para la utilización de la energía eléctrica en las instalaciones eléctricas
en el ámbito nacional; se cuida el uso de vocablos y se respetan los términos habituales para evitar
confusiones en los conceptos. Asimismo, se han ordenado los textos procurando claridad de
expresión y unidad de estilo para una mejor comprensión de sus disposiciones.
El Título 3 “Lineamientos para la aplicación de las especificaciones en las instalaciones
eléctricas (utilización)”, establece la metodología para la apropiada aplicación de las disposiciones
y una guía general para su interpretación correcta.
El Título 4 de esta NOM establece los “principios fundamentales”, los cuales no están sujetos a
modificaciones en función de desarrollos tecnológicos.
El Título 5 “Especificaciones”, contiene los requisitos técnicos cuya observancia tienen por
objeto asegurar la conformidad de las instalaciones eléctricas a los principios fundamentales del
Título 4 de esta NOM.

OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN
Objetivo
El objetivo de esta NOM es establecer las especificaciones y lineamientos de carácter técnico que
deben satisfacer las instalaciones destinadas a la utilización de la energía eléctrica, a fin de que
ofrezcan condiciones adecuadas de seguridad para las personas y sus propiedades, en lo
referente a la protección contra:
-Las descargas eléctricas,
-Los efectos térmicos,
-Las sobre corrientes,
-Las corrientes de falla y
-Las sobretensiones.
Campo de aplicación
Esta NOM cubre a las instalaciones destinadas para la utilización de la energía eléctrica en:
a) Propiedades industriales, comerciales, de vivienda, cualquiera que sea su uso, públicas y
privadas, y en cualquiera de los niveles de tensión de operación, incluyendo las utilizadas para el
equipo eléctrico conectado por los usuarios. Instalaciones en edificios utilizados por las empresas
suministradoras, tales como edificios de oficinas, almacenes, estacionamientos, talleres mecánicos
y edificios para fines de recreación.
b) Casas móviles, vehículos de recreo, construcciones flotantes, ferias, circos y exposiciones,
estacionamientos, talleres, lugares de reunión, lugares de atención a la salud, construcciones
agrícolas, marinas y muelles.
c) Todas las instalaciones del usuario situadas fuera de edificios;
d) Alambrado fijo para telecomunicaciones, señalización, control y similares (excluyendo el
alambrado interno de aparatos);
e) Las ampliaciones o modificaciones a las instalaciones, así como a las partes de instalaciones
existentes afectadas por estas ampliaciones o modificaciones.
Los equipos eléctricos sólo están considerados respecto a su selección y aplicación para la
instalación correspondiente.
Esta NOM no se aplica en:
a) Instalaciones eléctricas en embarcaciones.
b) Instalaciones eléctricas para unidades de transporte público eléctrico, aeronaves o vehículos
automotores.
c) Instalaciones eléctricas del sistema de transporte público eléctrico en lo relativo a la
generación, transformación, transmisión o distribución de energía eléctrica utilizada exclusivamente
para la operación del equipo rodante o de señalización y comunicación.
d) Instalaciones eléctricas en áreas subterráneas de minas, así como en la maquinaria móvil
autopropulsada de minería superficial y el cable de alimentación de dicha maquinaria.
e) Instalaciones de equipo de comunicaciones que esté bajo el control exclusivo de empresas
de servicio público de comunicaciones donde se localice.
UNIDAD III.- SELECCIÓN DE CONDUCTORES
Los conductores se seleccionan por:
1).- Corriente
2).- Caída de Tensión y por
3).- Corto circuito

M.I. Victorino Turrubiates Guillén Primavera 2022 Pagina
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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 decrementales por agrupamiento y temperatura).
- Tabla 310-15(b)(16) de la NOM para seleccionar el tamaño del conductor
La selección o el cálculo de los conductores está en función de la carga que se va a alimentar.
Como consecuencia de lo anterior planteamos la siguiente pregunta:
¿Qué tipos de carga tenemos en una instalación eléctrica? ¿Y respecto a la alimentación, como se
conocen por el número de hilos de corriente?
Monofásica(1 hilo de corriente,1 fase) Conforme a NOM se les conoce como
conductores activos a las fases con
excepciones.
Bifásica(2 hilos de corriente,2 fases)
Trifásica(3 hilos de corriente,3 fases)
Clasificación de las cargas:
Las cargas pueden ser:
a) Resistivas
b) Inductivas
c) Capacitivas
A continuación, se muestra el desfasamiento entre el vector corriente (I), considerando el vector
voltaje (V) como referencia al conectar cada una de ellas:

11
La corriente (I) y el voltaje (V) se encuentran en
fase, por, lo que no existe desfasamiento alguno.
Ejemplos de estas cargas lo son: Lámparas
incandescentes, plancha y hornos a base de
resistencias.
La corriente (I) está atrasada un valor de 90
con
respecto al voltaje (V).
Ejemplos de este tipo de cargas y equipos lo son:
Motores de inducción, reactores, transformadores,
etc.
La corriente (I) está adelantada 90
con respecto al
voltaje (V).
Ejemplo de esta carga lo son: capacitores, motor
síncrono, etc.
¿Qué es el FP?
Se puede decir que es un indicador del correcto aprovechamiento de la energía eléctrica. Es decir,
es una medida de la eficiencia o rendimiento de un equipamiento eléctrico.
Es el nombre dado a la relación entre la potencia activa (kW) usada en un sistema y la potencia
aparente (kVA) que se obtiene de las líneas de alimentación.

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El valor del factor de potencia se encuentra entre 0 y 1, siendo 1 el valor ideal, lo que significa que
toda la energía consumida por los equipos eléctricos está siendo convertida en trabajo
eficientemente.
Sin embargo, un valor menor a 1 significa que se está consumiendo una mayor cantidad de
energía para convertirse en trabajo.
Potencia Aparente
A la energía demandada por la maquinaria se le conoce como “energía absorbida” o “potencia
aparente”, siendo la que el sistema requiere para realizar la acción deseada (2).
Esta potencia es la suma geométrica de las potencias efectiva y reactiva; es decir:
Las unidades de medida con las que se mide son VA y se identifica con S.
Potencia Activa
De la potencia aparente, a la energía que realmente se convierte en energía útil para el proceso se
le conoce como “energía útil” o “potencia activa”.
Es la que en el proceso de transformación de la energía eléctrica se aprovecha como trabajo. Las
unidades de medida con las que se mide son Watts (W) y se identifica con P.
Potencia Reactiva
Dentro del proceso de conversión de energía, hay una cantidad que no se convierte en energía útil,
si no que se pierde dentro del proceso al generar campos magnéticos para la producción de
energía útil, a esta energía se le llama “potencia perdida” o “potencia reactiva”.
Siendo esta la encargada de generar el campo magnético que requieren para su funcionamiento
los equipos inductivos como los motores y transformadores.
Las unidades de medida con las que se identifica son VAR y se identifica con Q.
Cálculo del FP
Las potencias, aparente, activa y reactiva se pueden relacionar entre si creando el triángulo de las
potencias:
Siguiendo el teorema de Pitágoras, podemos entender que la fórmula para sacar factor de potencia
es el ángulo que une la potencia activa con la potencia aparente. Éste se representa con la letra
griega “θ”.
La fórmula sería:
Problemas por un bajo FP
El operar con bajo factor de potencia una instalación eléctrica, además del impacto que puede
tener en la factura eléctrica, tiene otras implicaciones de igual o mayor importancia, particularmente
en relación con la capacidad de los equipos de transformación y distribución de la energía eléctrica
y con el uso eficiente de las máquinas y aparatos que funcionan con electricidad.
Algunas de las consecuencias son:
 Mayor consumo de corriente
 Aumento de las pérdidas en conductores.
 Sobrecarga de transformadores, generadores y líneas de distribución.
 Incremento de las caídas de voltaje.

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 Incremento de la facturación eléctrica por mayor consumo de corriente.
 Penalización en el costo de la facturación
Origen de un bajo FP
Puede ser causado por:
 Un gran número de motores
 Presencia de equipos de refrigeración y aire acondicionado
 Una subutilización de la capacidad instalada en equipos electromecánicos
 Una mala planificación y operación en el sistema eléctrico de la industria
 Un mal estado físico de la red eléctrica y de los equipos instalados.
¿Cómo solucionarlo?
Para la corrección del factor de potencia, la solución ideal es implementar bancos de capacitores:
 Un factor de potencia bajo, como ya se mencionó, se debe a una alta cantidad de potencia
reactiva dentro de la potencia aparente.
 Esta potencia reactiva es ocasionada por equipos inductivos.
 Los capacitores, al igual que las cargas inductivas, generan potencia reactiva, con la única
diferencia de que la potencia reactiva generada por estos va en contra de la potencia
reactiva de las cargas reactivas, provocando que la potencia reactiva de la potencia
aparente sea menor.
Esto nos da como resultado que, por la misma cantidad demandada de potencia aparente,
tengamos una menor potencia reactiva y una mayor potencia activa, corrigiendo nuestro factor de
potencia a una cantidad más cercana a la ideal (2).
Beneficios de corregir el FP
 REDUCCION DE RECARGOS EN FACTURAS: Para incentivar la compensación se
aplican recargos o penalizaciones por exceso de energía reactiva.
 REDUCCION DE CAIDAS DE TENSION: Se reduce la energía reactiva transportada por
las líneas y por lo tanto la corriente que circula por dicha instalación.
 REDUCCION DE SECCION DE CABLES: Al reducir la potencia reactiva que se toma de la
red (distribuidora), se reduce la corriente que circula.
 REDUCCION DE PERDIDAS: Provocadas por efecto Joule (calentamiento) en cables y
transformadores.
 AUMENTO DE POTENCIA EN TRANSFORMADORES: La compensación permite
aumentar la potencia disponible del transformador, sin necesidad de ampliar equipos,
como cables aparatos o transformadores.
Penalización en el costo de la facturación
Cuando el 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 -------- %

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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 o 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
triángulo de potencias relacionadas con el tipo de sistema ya sea monofásico, bifásico o trifásico.
POTENCIA SÍMBOLO MONOFÁSICA BIFÁSICA TRIFÁSICA UNIDAD
ACTIVA P = 
COS
I
V n
n 
COS
I
V n
ff 
COS
I
V n
ff
3 W,KW,MW
APARENTE S = n
nI
V n
ff I
V n
ff I
V
3 VA.KVA,MVA
REACTIVA Q = 
SEN
I
V n
n 
SEN
I
V n
ff 
Sen
I
V n
ff
3 VAR.KVAR,MVAR
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).

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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:
FT
FA
In
Ic
*

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 ¿Cuál emplear?
110-14. Conexiones eléctricas. 110-14 (c)(1)
110-14(c)(1)(a)(1) y (b)
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.

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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 este caso 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 60
C, el factor de corrección a
temperatura ambiente de 37
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 de 75 KVA
13800/220-127V. Los cuales se alojarán en una tubería metálica galvanizada.
(Considerar una temperatura ambiente de 32°C).

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Solución:
Calculando la corriente nominal que circula por el secundario del transformador:
Paso No.1. Calculo de la corriente Nominal o de la carga S= 1.732*Vff*Is
Cuando el transformador alimenta una carga total de 75 KVA, por el conductor de secundario
circulan 196.8 A
In= 196.8 A.
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 (32ºC) por Tabla 310-15(b)(2)(a)
En la tabla 310-15(b)(2)(a) en la columna de 75
C (cobre), encontramos, que para 32 
C el valor
del factor de corrección por temperatura es de 0.94. Luego entonces la corriente corregida es:
A
Ic 70
.
261
94
.
0
*
8
.
0
8
.
196

 (mayor a 100A /columna 75ºC)
Paso 3
A
KV
KVA
Vff
S
Is 8
.
196
22
.
0
*
3
75
*
3




18
Con este valor consultamos 310-15(b)(16) columna de 75
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 (paso 1 In= Ipc) de los mismos utilizando las siguientes tablas:
T-430-247; Corriente eléctrica a plena carga (A) de motores de c.c.
T-430-248; Corriente eléctrica a plena carga (A) de motores monofásicos de c.a.
T-430-249; Para motores de c.a. 2F-4H, no se usan en México.
T-430-250; Corriente eléctrica a plena carga de motores trifásicos de c.a
Ejemplo: Si tenemos un motor de 1 h.p. Monofásico 127 V. Este tiene una corriente de 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 39
C.
Solución:
Paso 1.- Cálculo 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)

19
F.T. = 0.82 de Tabla 310-15(b)(2)(a) de factores de corrección, columna 60
C( corriente menor
de 100 A) a T.A. a 39
C.
Paso 2 Ic = A
85
.
123
82
.
0
*
8
.
0
25
.
81

Paso 3
El tamaño del conductor para 75
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.
Según 430-24;
I ≥ 125% Ipc del motor más grande, más la suma de las Ipc de los demás motores, más 125%
I de las cargas continuas más 100% I de las cargas no continuas.
Ejemplo para la selección del conductor de un alimentador para un grupo de motores y otras
cargas
M
M
M
M
asn
Ic
s
ascontinua
Ic
motor
Ipc
motores
los
todos
de
Ipc
In mayor arg
arg
25
.
1
25
.
0 




(430-24)
Solución:
Por tabla 430-250;
Ipc 25 cp = 34 A
Ipc 100cp = 124 A
Ipc 50 cp = 65 A
a)
b) 430-22 c) 430-24
440 V
25 CP 100 CP
10 KW
3F-4H cargas no continuas
50 CP
FP = 0.9 (-)

20
La corriente Nominal para la carga de 10 KW es:
A
KW
VCOS
P
I 57
.
14
9
.
0
*
44
.
*
3
10
3




Cargas continuas 50% I= 1.25(7.28A) = 9. 1A
Cargas no continuas= 7.28 A
Paso 1.- Calculo de la corriente Nominal o de la carga
In = 1.25 (124) +34+65+ 9.1 + 7.28 =270.38 A por 430-24
Paso 2.- Calculo de la corriente corregida.
Si la T.A. =39
C.
F.T. = 0.88 de tabla 310-15(b)(2)(a) en columna a 75
C, por ser I > 100A
F.A. = 0.8 Por (310-15(b)(3)(a)) Por ser 4 hilos de corriente
Ic = A
06
.
384
88
.
0
*
8
.
0
38
.
270

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 
Cos
VI
P 3

Paso 1.- Calculo de la corriente nominal o de la carga = 9.1 A + 7.28 A = 16.38 A
F.A. = 0.8 Por (310-15(b)(3)(a))
F.T. = 0.82 de T-310-15(b)(2)(a) en columna de 60
C., porque I< 100A
Ic = A
97
.
24
82
.
0
*
8
.
0
38
.
16

El conductor adecuado es un calibre 10 AWG con 30 A por tabla T-310-15(b)(16)columna de
60
C.porque la corriente es ≤ 100A
e). - Selección de los conductores para un capacitor:
Seleccionar los conductores por corriente de un capacitor trifásico de 100 KVAR en 440
Volts.

21
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 fórmula:

Q 1.732 * V*I * Sen β
Paso 1.- Cálculo de la corriente nominal o de la carga
A
KVAR
VSEN
Q
Ica 21
.
131
1
*
44
.
*
3
100
3




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. 39
C. de la tabla T-310-15(b)(2)(a)
Ic = A
21
.
201
88
.
0
*
1
13
.
177

El calibre es un 4/0 AWG con 230 A por tabla 310-15(b)(16) a 75
C.
f).- SELECCIÓN DE CONDUCTORES PARA MAQUINAS DE SOLDAR DE ARCO
630-11 (a)
Ejemplo: calcular los conductores para alimentar una máquina de soldar trifásica de arco del tipo
sin motor generador de las siguientes características de placa: Corriente primaria de 80 A. Y su
régimen de trabajo es 60 %. El voltaje entre fases es de 220 Volts y la temperatura ambiente es de
39 grados centígrados.

22
Régimen de Trabajo = 60
Iampacidad conductores ≥ 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 A Por 630-11 (a)
Paso2.- Cálculo de la corriente corregida.
F.A. = 1
F.T.= 0.82 por tabla 310-15(b)(2)(a)
.
09
.
76
82
.
0
*
1
4
.
62
Amps
Ic 

El conductor adecuado es del calibre # 3 awg, Con 85 A (columna 60ªC), pero por no es comercial
en mexico el calibre debe ser 2 awg con 95 A. 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 máquinas 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 instalarán en una tubería existente con 4 conductores
activos. La temperatura ambiente = 39°C
630-11(b) I alimentador≥ 100% 2 soldadoras más grandes(630-11(a)) más 85% tercera
soldadora más grande más 70% de la cuarta soldadora más grande más el 60% de las
maquinas soldadoras restantes
Maquina de Soldar
(630-11a)
IPlaca = 80A
Alimentador
Bus 440 V

23
Solución:
Factor:
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
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)] = 438 A
In alim. = 438 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=
438
= 711.03 A
0.88 * 0.7

24
El conductor adecuado es: Como se sale 711.03 A 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 de la caída de tensión. - Perdida de voltaje de un punto a otro.
Volts
en
istro
su
de
Voltaje
Vs
Volts
en
recepción
de
Voltaje
Vr
Vr
e
Vs
Vr
IZL
Vs
min






e = caída de tensión en Volts o en % = ((Vs-Vr) /Vs) x 100
L
Carga
Vr
VS
Z=R+JXL

25
IZ = e
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
IZL
e 2
 Volts
%e 100
*
Vfn
e

Sistema bifásico 2F-2H
IZl
e 3
 Volts
%e = 100
*
Vff
e
Sistema bifásico 2F-3H
IZL
e  Volts
%e 100
*
Vfn
e

IZ
VR
IR COS 
VS

IR

IXL
I
VR I XLSEN 

26
Sistema trifásico 3F-3H
e= IZL
3 Volts
%e= 100
*
Vff
e
Sistema trifásico 3F-4H
e= IZL Volts
%e= 100
*
Vfn
e
Donde:
e = Caída de tensión en Volts.
%e = Caída de tensión en %
.
min Amperes
en
al
No
Corriente
I  Es la corriente calculada en el paso 1 antes de
aplicar algún factor (por ejem para un motor
trifásico Paso 1 In = 1.25(pc) en este caso la I para el método de la caída de tensión será Ipc
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.

27
e≤ 1.5% e% =? 1.65%
Cuál 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 (Tabla 9 NOM)
Volts
IZL
e ..........

A
KV
KVA
In 82
.
196
22
.
3
75



Volts
Km
Km
A
e 0959
.
2
050
.
0
)
213
.
0
)(
8
.
196
( 



%
65
.
1
127
100
0959
.
2
% 


e
100
% 


Vs
Vr
Vs
e
Vr =127-2.0959=124.9 Volts
Nota: la corriente que se va a tomar siempre es la corriente nominal (PASO 1 método por
corriente. 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%
905
.
1
100
127
5
.
1
100
%
100
% 








Vn
e
e
n
Vf
e
e
e = 1.905 Volts
De: IZL
e 
Km
IL
e
Z



 193597
.
0
)
050
.
0
)(
8
.
196
(
905
.
1
Con este valor me traslado a la tabla 9 de la NOM-001-SEDE-2012
Línea de 13.2 KV
75 KVA
13 200/220-127V
L = 50 Mts.
a) 300 KCM

28
Si fuera 350 KCM Z= 0.197 Ω al neutro/Km (Tabla 9)
93848
.
1
)
050
.
0
)(
197
.
0
)(
8
.
196
( 
 A
e
%
526
.
1
127
100
*
93848
.
1
% 

e
1.526% > 1.50%
Por lo tanto este calibre 350 KCM no es adecuado al 1.5% y debe ser 400 Kcm
La caída de tensión para el tamaño 400 KCM Z= 0.184 Ω/Km se calcula:
Volts
A
e 810
.
1
)
050
.
0
)(
184
.
0
)(
8
.
196
( 

%
425
.
1
127
100
*
810
.
1
% 

e 1.425% < 1.5%
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)
M
e% = 2.51
Determinar la caída de tensión de acuerdo con los conductores seleccionados por corriente
440 V
3F
CP = 50
Ipc= 65 A (T 430-250)
IA= 1.25 (65) = 81.25
L = 100 m
1/0
e % =1.42
Z 1/0 = 0.43 Km

e  =1.3 %

29
%
10
.
1
%
440
100
84
.
4
100
%
84
.
4
)
1
.
0
)(
43
.
0
)(
65
)(
3
(
3












e
V
e
e
Volts
e
Km
Km
e
IZL
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 %
Km
IL
e
Z
IZL
e
Volts
e









508
.
0
)
1
.
0
)(
65
)(
3
(
72
.
5
3
3
72
.
5
100
440
3
.
1
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  = 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 monofásico es el siguiente:

30
MÉTODO EXACTO
Is
Ir 
IsZL
Vs
Vr 
 o bien e
Vs
Vr 
 donde V
e 
 en Volts.
IZL
V
Si 

L
jxl
R
jIssen
Is
Vs
Vr
IZL
Vs
Vr
)
)(
cos
( 







Si tenemos un motor trifásico la corriente a plena carga la podemos calcular mediante la siguiente
expresión:
.
º
86
.
36
987
.
35
85
.
*
8
.
*
44
.
*
3
25
*
746
.
0
.
*
.
.
*
*
3
*
746
.
0
Amps
I
Amps
p
f
Vff
HP
I






La corriente mínima que deben soportar los conductores debe ser:
A
I 97
.
44
98
.
35
*
25
.
1 
 Por 430-22
Como los conductores son 3 aislamiento 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)

31
Conforme a la tabla 9 de la NOM-001-SEDE-2012 para un conductor de cobre calibre No. 6, para
tubería metálica rígida o de acero
km
R

 61
.
1
0
75
km
XL

 210
.
0
75
Para corregir a 60º C se emplea la siguiente expresión:
1
2
1
2
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
2
1
2
1
t
T
t
T
R
R



º
75
5
.
234
º
60
5
.
234
61
.
1
1





R
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:
∆ V = 35.98 ∟-36. 86º × 0. 0766∟7.4º
∆ V = 2.756 ∟-29. 46º Volts.

32
∆ V = 2.399 – j1.355 Volts
Si regresamos al circuito equivalente
Volts
Vff
Vs 03
.
254
3
440
3



VR = VS - ∆V 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
% Reg. = 100


s
R
S
V
V
V
% Reg. = 100
03
.
254
634
.
251
03
.
254






 
% Reg. = 0.943
METODO APROXIMADO
  LI
sen
X
R
V L 


 

cos
  050
.
0
98
.
35
599
.
0
210
.
0
8
.
0
53
.
1 





V
∆V = 2.42 V
VR = 254.03 – 2.42 = 251.61
% Reg = 9526
.
0
100
03
.
254
62
.
251
03
.
254



METODO CHICHARRONERO
Tomando en cuenta que 3
Vn
Vf 
Sc
Vn
LI
Sc
V
I
L
e
f
2
3
2
% 






33
06
.
1
3
.
13
440
98
.
35
50
3
2
% 





e
Comparando los 3 métodos:
Método exacto % R = 0.943 %
Método aproximado % R = 0.9526
Método chicharronero % R = 1.06 %
2۫ 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 número 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 sobre corriente, 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

34
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

35
1.- Selección de las Protecciones de sobre corriente en el primario y secundario de un
Transformador. (450-3)
M
M M M
I
Calculo de la protección de sobre corriente en el primario del transformador trifásico a
través de un fusible.
    
3
75
3.28
3 3 13.2
ff
ff
S V In
S KV
In A
V KV

  
Por tabla 450 – 3 (a) If= 300% In 3 3.28 9.84
f
I    A
El fusible adecuado sería de 10 A por 240 – 6
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
 

1.25 196.82 246.02
I A
   por tabla 450-3(a)(1)
Por 240 – 6 el fusible o interruptor debe ser de 250 A
Z = 4 %
Tabla450-3 (a)
75 KVA
13200 V.
Jaula de Ardilla
Tabla 450-3(a)
13200/220/127
V

36
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:
250
430
.....
130 
 Tabla
A
Ipc
Como la protección es un termomagnético, la corriente del interruptor se calcula:
.
325
130
*
5
.
2
)
52
430
(
%
250
Amps
I
Tabla
Ipc
I




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 del alimentador para un
grupo de motoresdebe ser  al tamaño de la protección de C. C. Y falla a tierra del dispositivo
mayor, más la suma de las corrientes a plena carga de los demás motores.
.
I Idisp mayor Ipcdelosdemasmotores
  
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
Ejemplo:
440 V

37
M
M
M
A
I
A
I
Tabla
Por
A
I
CP
pc
CP
pc
CP
pc
65
124
)
250
430
(
34
)
50
(
3
)
100
(
2
)
25
(
1




)
52
430
(
%
250 

 tabla
I
I pc 


 INTERRUPTORES
A
A
A
I
A
A
A
I
A
A
A
I
pc
pc
pc
175
5
.
162
5
.
2
65
350
310
5
.
2
124
90
85
5
.
2
34
3
2
1









por 240-6 Excp. 1
Por 430 – 62 Protección de un grupo de motores
Amps
de
erruptor
un
es
por
A
A
A
A
I pt 400
int
6
240
449
65
34
350 




Protección de sobre corriente para una máquina de soldar de arco
25 HP 100 HP 50 HP

38
Para este ejemplo la protección contra sobrecorriente es:
A
I 160
80
2 


Conforme 240 – 6. El interruptor debe ser de: 150 A
Protección de sobre corriente del alimentador de un grupo de máquinas de soldar de arco
630-12(b)
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 (termo magnético). 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 I A
   
 Tabla 430-251B BCDE
100 CP 725
5CP 46
El interruptor adecuado es 1000 A por 240 – 6
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
A
I primaria 80

630-12 (a)
La protección contra sobrecorriente
Debe ser  200% primaria
I

39
PROTECCION DE SOBRECORRIENTE DE CAPACITORES
460-8b () b) Protección contra sobrecorriente. En cada conductor de fase de cada banco de
capacitores se debe instalar un dispositivo de protección contra sobrecorriente. La corriente
nominal o ajuste del dispositivo de protección contra sobrecorriente debe ser lo más baja que sea
posible.
I≤ Icapacitor
Calcular la protección de sobrecorriente de un capacitor de 100 KVAR en 440 V
Solución:
A
x
Ic 21
.
131
73
.
1
*
1
44
.
100

 Por 240-6 el interruptor debe ser de 125 A (460-8b)
UNIDAD V. PROTECCION DE CONTRA SOBRECARGA.430-31 Solo aplica a
motores
(Excepto a B. Contraincendios)
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
Nota: Todos los motores de servicio continuo mayores de 1 HP deben tener protección 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.
2.6-9.6 A
(5.6 A) Disparo
Características del
elemento Bimetálico
Tornillo de bimetalico
5.6
Elemento Bimetálico
Catalogo MCA
2.6
9.6

40
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 ≤ 125%
Ipc (430-32(a)(1))
Si el F. S. (factor de servicio) es de 1.3 y de servicio continuo. La protección de sobre carga se
calcula:
   )
1
)(
(
32
430
.........
%
125 a
Ipc
Isc 
 y como la Ipc = 130 A........(tabla 430 – 250)
   
1.25 130 162.5
Isc A
 
Si la protección fuera por relevador de sobre carga. El elemento es DD 185 con rango 157 – 166 A
162.5
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:
Fallas a tierra
Una fase a tierra (falla monofásica)
Dos Fases A Tierra (bifásica a tierra)
Objetivos de la conexión a tierra:
¿Por qué poner a tierra las instalaciones eléctricas?
1. Operación correcta de las protecciones de sobre corriente.
2. Protección de personas, equipos e inmuebles
3. Eliminación de cargas estáticas
4. Conducir la corriente de falla a tierra (con una impedancia baja)
a
 a-T, b-T, c-T
b
c
a
 ab-T , bc-T, ca-T
b
c

41
c
b
a
R>>>>
N
¿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 con aislamiento mineral y forro metálico tipo MI.
j) Cable con blindaje metálico tipo MC.
k) Charola cortacables.
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 qué tamaño serían los conductores de puesta a tierra con las protecciones señaladas en el
diagrama unifilar siguiente?
Gabinete Metalico
Representación del Conductor Puesto a Tierra (Neutro.)
Puente de union

42
M
M
M
M
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)
En Sistema 3F – 4H Si el sistema esta desbalanceado 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)
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 )
1.- circulan las corrientes de desbalanceo
del sistema en condiciones normales.
1.- Circula solamente corriente, en
condiciones de fallas a tierra.
13 200
220/127 V
200
T.F. (6 AWG)
75 KVA
150
T.F. (6 AWG)
30
T.F. (10 AWG)
70
T.F. (8 AWG)

43
Interruptor
Principal
Tierra Fisica
Fase a
Neutro
b
c a
Medidor
N
T.F.
¿Dónde se coloca el puente de unión? En la base de medición o en la entrada de acometida
(interruptor principal)
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

44
N
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) ---(f) d) Anillo de puesta a tierra.
e) Electrodos de varilla y tubería.
f) Otros electrodos
Electrodo o
Varilla de Tierra
Neutro
Tierra Fisica

45
metros
h
a
44
.
2
)
5
)(
(
52
250


UNIDAD VII. Canalizaciones y Charolas portacables (Métodos de alambrado Capitulo 3)
Tubos Conduit
Canalización (Art. 100)
Ductos Cuadrados
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.
Anillo de Tierra
Estructura
Metálica
Puente de union
h
h
Varilla dentro con una
6
L m

Tubería metálica subterránea
Varilla o Electrodo
Empotrado en concreto
3
L mts


46
“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)  sección de los 2 conductores incluido sus aislamientos  31%, sección transversal
total disponible del tubo.
c)  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

47
Solución: (Ver Tabla 5 capitulo 10)
Circuitos No.
Conductores/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
 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(b)); número de conductores en un ducto.- No más de 30 conductores de fase.
La suma de las secciones transversales de todos los conductores incluidos su aislamiento no debe
ser mayor de 20% de la sección transversal disponible del ducto.
Área ocupada por los conductores≤ 20%
Ductos comerciales en México

48
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 los factores de ajuste(tabla 310-15(b)(3)(a) cuando el
número de conductores portadores de corriente son mayores de 30.
Ductos no metálicos (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
señalización calibre 16 AWG Aislamiento RFH-2.
Solución:
Circuitos No.
Conduc/Calibre
Aislamiento Tabla 5
Sección
transversal mm2
Sección transv.
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
15-16
THWN
RFH-2
8.581
11.1
8.581
166.5
 583.38mm2
= 5.8338 cm2
El ducto adecuado es de 10 x 10 cm. porque el 20% de 100 cm2 es 20 cm2. Y 20 cm2 es mayor
que 5.83 cm2.
Soportes tipo charola para cables (Art.392)
Escalera fondo sólido malla

49
Usos permitidos (392-10 y Tabla 392-10(a)(1)
Instalación de cables y conductores (392-20)
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) …………………. (392-222(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
D ED
A = Ancho

50
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)
Solución:
Circuitos Núm.
Conductores/calibre
Tipo de
Aislamiento
 aproximado
en (mm) Tabla 5
 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)
mm
x
Ax
d
d
A 19
.
5
4
2
.
21
4
4
2







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
   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  (mm)
tabla 5
 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.

51
Ejemplo:
Determinar el ancho de charola tipo escalera para soportar los siguientes circuitos con cables
monoconductores:
3 circuitos de fuerza 3F; 250 Kcm, aislamiento THHW
3 circuitos de fuerza 3F; 750 Kcm, aislamiento THHN
3 circuitos de fuerza 3F; 900 Kcm, aislamiento THWN
Circuitos Numero
Cond./calibre
Tipo de
Aislamiento
Sección
transversal
mm2 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 ≤ operación 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)
  Cables 1000 y mayores
 unitario(mm)
Tabla 5
 total
8 cables 1000 kcm THHW 34.85 278.80
4 cables 1500 kcm THW 42.21 168.84

52
447.64 mm
28 Sd = 28 x 447.64 = 12,533.92 mm
Columna 2 CH-60CM ---- 16800 – 28Sd = 16800-12533.92= 4266.08 < 4427.7 o bien
Al ser mayor la suma de las áreas de cables menores de 1000 4427.7 >4266.08
Por lo tanto la CH – 60 NO ES LA ADECUADA.
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, FONDO VENTILADO Y FONDO SOLIDO.(392-22(a))
392-22(a)(1)(b) Para cables multiconductores calibres menores del 4/0 awg
La suma de las secciones transversales de todos los cables 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:
2
2
2
24
.
804
4
32
*
4
*
mm
D
A 



 2
2
2
13
.
380
4
22
*
4
*
mm
D
A 




2
2
2
92
.
530
4
26
*
4
*
mm
D
A 




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.
2
tan
0
/
4 columna
te
resul
ocupacion
area
del
menores
s
conductore
Areas
  Tabla 392-
22(a)
Ejemplo: Seleccionar la charola tipo escalera adecuada para soportar los siguientes cables
multiconductores
- 5 C. multiconductores 3 F – N; 4/0 awg con un diámetro de 40 mm
- 5 C. multiconductores 3 F – TF; 500 kcm; con un diámetro de 65 mm
- 5 C. multiconductores 3 F- N; 2 awg con un diámetro de 24 mm

53
Calculando la sección transversal de los cables multiconductores menores del 4/0 en este caso el
tamaño (calibre) 2 AWG
2
2
2
38
.
452
4
24
*
4
*
mm
D
A 




La sección transversal total seria: 5x 452.38= 2261.9 mm2
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 VIII.- 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
- siwtcheo
Las subestaciones pueden ser:
Potencia o Transmisión (400 KV y 230 KV)
Su transmisión (115 y 85 KV)
Distribución (33, 23 y 13,8 KV)
Esta clasificación está en función de los voltajes de operación
Tipos de Subestaciones por su construcción
- tipo subestación abierta
- Tipo Compacta
a) intemperie
b) interior
Conexiones en transformadores:
DELTA/ESTRELLA
DELTA/ESTRELLA ATERRIZADA

54
ESTRELLA ATERRIZADA/ESTRELLA ATERRIZADA
SISTEMA ELECTRICO DE POTENCIA
Por su conexión: Delta / Estrella salidamente aterrizada
Planta generadora
Transmite a altos
voltajes
13.2 V
13.2 / 400 KV 400 / 115 KV
(Subestación Elevadora) (Subestación Reductora)
(Subestación Reductora)
13.2 / .22-.127 KV
115 / 13.2 KV
(Subestación Reductora)

55
UNIDAD IX. TRANSFORMADORES
Devanado Primario
Devanado Secundario
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
El transformador puede ser elevador o reductor según sea la fuente de alimentación.
RELACION DE TRANSFORMACION
La magnitud de esa relación se define por la relación de transformación y se expresa mediante la
siguiente expresión:
1
2
2
1
2
1
I
I
N
N
V
V
a 


donde:
a = Relación 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 Amp.
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 acero del núcleo y por el cobre)
Devanado. Primario. - se hace de cobre
Devanado. Secundario. - se hace de aluminio o cobre
Vs = Voltaje de salida
Primario: Es por donde recibe la
alimentación
Vp = Voltaje Primario
Secundario: Es el circuito
donde entrega la energía el
transformador a la carga

56
La conexión de los devanados es a través del núcleo (Acero al silicio)
Los transformadores por su instalación se clasifican en:
- tipo poste
- tipo (bóveda) sumergible
- tipo pedestal
Clasificación de transformadores por el número de fases o piernas:
- Monofásicos- Bifásicos- Trifásicos
Las capacidades más comunes normalizadas en transformadores son:
¿Cómo se seleccionar la capacidad de un transformador?
.
.
.
.
.
.
Div
F
D
F
I
C
KVA  F.C.
C. I. = carga instalada en KW
F. D. = factor de demanda 1
 0.7
Instalada
a
C
Maxima
Demanda
D
F


arg
.
. 
F. Div. = factor de diversidad 1
 =1.02
F. C. = Factor de crecimiento = 25%
 
. :
( )
Dmi demanda máxima individual
F Div
Dms Demanda máxima del sistema


80
50
30
130
Sistema
30 50 80
. : 1.23
130
F Div KW
 
 
1. Conocer las necesidades de las cargas por abastecer.
Lista de necesidades
Monofásicos Trifásicos
KVA
5
10
15
25
37.5
50
75
100
15
30
45
75
112.5
150
225
300
500
750
1000
KVA

57
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
Solución:
KVA
KVA 21
.
776
25
.
1
02
.
1
7
.
0
85
.
904 








La capacidad seleccionada debe ser de 1000 KVA.
UNIDAD X. SELECCIÓN DE APARTARRAYOS
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
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)
6.9 KV (1)
13.8 KV (2)
24.0 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)

58
TF = Tiempo de frente de onda (KV)
TC = Tiempo de cola (KV)
1.2
50
F
c
T
T seg

 onda normalizada del rayo.
Vd = Tensión de descarga
* Se refiere al voltaje (impulso) que puede recibir o al que está diseñado el transformador en caso
de que haya un esfuerzo o sobrevoltaje.
Características 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 K V

K = constante
K = 0.8 si el sistema donde se conecta el apartarrayos es multiaterrizado (predominante en
México)
K = 1.0 si no está aterrizado o aislado.
Curva de operación de Apartarrayo
Curva de Daño
*BIL del Transformador
T1
KV
Vd
Tc
Tf
KV1
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 de distribucion .
Tipos de apartarrayos

59
.
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 intermedia? 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.
D
V :
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
2
X D
V V
X
s

 --------------------- (mts) 0.8
X
V NBAI

X = Distancia en metros. del apartarrayos al equipo por proteger
Vx= 0.8 * 150= 120 Kv
Las distancias máximas a instalar los apartarrayos para garantizar un margen de protección del 20
% son:
Para el de 30 KV Para el de 36 KV
.
9
250
*
2
)
105
120
(
300
Mts
X 

 .
5
.
4
300
*
2
)
111
120
(
300
Mts
X 



60
El margen de protección debe ser ≥ al 20%
100
D
D
NBAI V
MP
V

 
TR-750 KVA
NBAI = 150 por tabla 4 considerando la nota 5)
El margen de protección para 30 KV es:
150 105
100 42.85%
105
MP

  
Para 36 KV
%
13
.
35
100
*
111
111
150



MP
ID = corriente de descarga del apartarrayos (KA)
0
2
D
NBAI
I K
Z

ID = Corriente de descarga del apartarrayos en KA
0
Z  Impedancia característica de la línea 0
L
Z
C

L  Inductancia de la línea (Hy Henry)
C  Capacitancia de la línea (Fd Farday)
k  Depende en el diseño a la distancia que se suponga que cae la descarga
X = Distancia del
equipo a Tierra

61
Valores de K
D (metros) Factor K
700 3
1600 2
3200 1
Ejemplo: Si se tiene una 0 200
Z  Ohm y considerando una 1
k 
150
(1)2 1.5
200
D
I KA
 
La corriente de descarga del apartarrayos seria de 5KA
En resumen las características de los apartarrayos serían:
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 estación, 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  y 180  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.
VN = Voltaje nominal apartarrayos
12.5 MVA
Zc = 250 
34.5 kv
kkkkkk
kkkkkk
kmmK
VKV
KVKkk
V
Zc = 180 
115 KV
V

62
Características del Apartarrayos en 115 V. Si es clase estación nos vamos a la tabla 5
.
n Max Diseño
V K V

(0.8)(123) 98.4
n
V KV
  Para este encontramos apartarrayo tipo Estación de
450.0
NBAI BIL
  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
450 288
100 100 56.25%
288
D
D
NBAI V
MP
V
 
    
Margen de Protección para apartarrayo de 108 KV
450 315
100 100 42.8%
315
D
D
NBAI V
MP
V
 
    
La corriente de descarga se calcula con la siguiente expresión: K=2 Porque d = 1500 Mts.
96
450
2 2(2) 7.2 10
250
D
c
NBAI
I K KA KA
Z
   
Calculo de la distancia X :
   
96
300 300 360 288
13.5
2 2(800)
X D
V V
X mts
s
 
  
0.8 0.8(450) 360
X
V NBAI KV
  
   
108
300 300 360 315
7.5
2 2(900)
X D
V V
X mts
s
 
  
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
UNIDAD X1.- Alumbrado en interiores (Método de los lúmenes).

63

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