Seleccion de componentes

1. Selección de
Componentes
Montaje de tablero de control de motores

2. FUNCIÓN DE LOS DISPOSITIVOS DE MANIOBRA:
 En una instalación eléctrica, los
dispositivos de maniobra, cumplen la
función de ejecutar las siguientes
maniobras: seccionar, conectar y
desconectar en vacío, conectar y
desconectar bajo carga, conectar y
desconectar motores y desconectar en
caso de cortocircuito.

3.  Seccionar
Seccionadores son interruptores, los cuales
separan un circuito eléctrico en todas sus vías de
corriente, los seccionadores tienen una
indicación fiable de la posición de maniobra.
Antes de efectuar algún trabajo de mantenimiento
o reparación de partes activas en las
instalaciones, los componentes afectados deben
separarse de la red; mientras se efectúan dichos
trabajos, debe estar asegurado el aislamiento
eléctrico y físico de la red.

4.  Conectar en vacío
En este tipo de maniobra la conexión y desconexión de
circuitos eléctricos se efectúa cuando no circula
corriente o cuando la tensión entre el contacto fijo y
el contacto móvil en cada uno de los polos sea
sumamente baja durante la maniobra.
La utilización de interruptores para conectar en vacío
presupone que en ningún caso, debido a medidas
previamente tomadas, sea posible conectar bajo
carga. Si esto llegase a ocurrir, tendría como
consecuencia la destrucción del dispositivo y de
parte de la instalación y lo que es peor, pondría en
peligro al personal de servicio a causa del arco que
se produciría durante la desconexión.

5.  Conectar bajo carga
Con los interruptores bajo carga se pueden
conectar y desconectar aparatos y partes
de las instalaciones cuando prestan
servicio normal con intensidad nominal. La
capacidad de ruptura de los interruptores
bajo carga es normalmente un múltiplo de
su intensidad nominal y por tanto, pueden
conectar y desconectar todas las
sobreintensidades que ocurren en un
servicio normal; además de esto, con ello
se maniobra sin peligro cuando se
conectan involuntariamente cortocircuitos,
ya que poseen una capacidad de conexión
sumamente alta.

6.  Conectar componentes de instalaciones
La capacidad de ruptura de los dispositivos de maniobra para
conectar componentes de instalaciones debe estar en
concordancia con los esfuerzos que se presentan cuando los
diversos tipos de componentes son conectados o desconectados.
Los principales componentes que se conectan en las instalaciones
son:
◦ Motores de baja tensión.
◦ Motores de alta tensión.
◦ Condensadores.
◦ Aparatos para calefacción.
◦ Luminarias.
◦ Transformadores, etc.
 Desconectar bajo condiciones de cortocircuito
Los interruptores de potencia son aparatos de maniobra capaces no
solamente de conectar y desconectar componentes de una
instalación con sobrecargas, sino también con corrientes de
cortocircuito.

7. FUNCIÓN DE LOS DISPOSITIVOS DE PROTECCIÓN
La función de los dispositivos de
protección es proteger a los componentes
de las instalaciones contra
sobreintensidades, los cuales se
manifiestan como sobrecargas o
cortocircuito.

8.  Protección contra sobrecargas
Los componentes de las instalaciones pueden ser
sobrecargadas cuando sobreintensidades
correspondientes a un servicio normal permanecen
por un tiempo muy largo o cuando los aparatos u
otros materiales, como por ejemplo los motores o
conductores, han sido mal dimensionados, es decir,
son muy débiles para la función que desempeñan.
Estas corrientes de sobrecarga calientan el devanado
de los motores y los conductores a temperaturas no
admisibles y disminuyen su vida útil.
La función de la protección contra sobrecarga es
permitir las sobrecargas correspondientes a un
servicio normal y desconectarlas antes que el tiempo
de carga admisible sea sobrepasado.

9.  Protección contra cortocircuitos
Los orígenes de un cortocircuito pueden
estar en una falla de aislamiento o en
una conexión incorrecta.
Los cortocircuitos casi siempre están
acompañados de arcos voltaicos, los
cuales pueden destruir las instalaciones
y poner en peligro al personal. Los
cortocircuitos provocan esfuerzos
térmicos y dinámicos en los
conductores y demás componentes de
la instalación por los cuales circulan.
La función de la protección contra
cortocircuitos es limitar los efectos y las
consecuencias de éstos al mínimo
posible su interrupción para lo cual,
una iluminación de la corriente es
provechosa.

10. SELECCIÓN DE CONDUCTORES
La conservación del medio ambiente y los recursos del
planeta, entre ellos la energía, son hoy una preocupación
que se ha extendido a todos los campos de acción del
hombre.
Considerando los avances que ha traído el progreso, se ha
despertado un interés generalizado respecto del uso
racional y eficiente de la energía, pues de ello dependerán
cualitativa y cuantitativamente los proyectos que
pongamos en marcha.
La función de un conductor eléctrico es distribuir la energía
eléctrica, desde una fuente, hasta un punto de utilización.
Pero cuando la energía fluye por los cables un porcentaje
de dicha energía se disipa en forma de calor, lo que reduce
los niveles de eficiencia.

11. En los últimos años, un número importante de las instalaciones eléctricas no se
han ampliado ni mejorado, no obstante, hay mayor consumo de energía.
En este contexto, vale la pena destacar que tan sólo con incrementar la sección
de los conductores, las pérdidas de energía pueden reducirse a valores
mínimos.
Si consideramos el costo de generar energía, en relación con el costo de
implementar un programa para ahorrarla, siempre resultará de mayor
beneficio para el país, en general, desarrollar sistemas destinados a optimizar
la eficiencia energética.
¡Recuerde que la energía perdida jamás se recupera y se convierte en un
sobrecosto. Es el usuario final quien paga dicho sobrecosto!
De acuerdo a los fenómenos eléctricos, la materia se puede comportar como:
◦Conductor.
◦Aislante.
◦Semiconductor.
El cobre que se utiliza para conductores es del tipo electrolítico de alta pureza,
o sea de un 99,99999%.
Dependiendo del uso que se le vaya a dar, este presenta los siguientes grados
de dureza o temple:
◦Duro.
◦Semiduro.
◦Blando o recocido.
Identificación del conductor
El conductor se identifica por su tamaño o calibre, que puede ser milimétrico
o expresado en AWG (American Wire Gage) o MCM (Mil Circular Mil)
equivalencia en milímetros.

12. AISLANTES
El objetivo del aislamiento en un conductor es evitar que la
energía eléctrica que circule por él, entre en contacto con las
personas u objetos, ya sean estos ductos, artefactos u otros
elementos que forman parte de una instalación.
Del mismo modo, el aislamiento debe evitar que conductores
de diferentes tensiones puedan hacer contacto entre sí.
Propiedades de los aislantes
Resistencia de aislación.
Resistencia a la arborescencia.
Descargas parciales.
Confiabilidad en sobrecargas.
Resistencia a la tensión y esfuerzos mecánicos combinados.

13.  CUBIERTA PROTECTORA
 Protege al aislamiento y el alma
conductora contra daños mecánico:
raspaduras, golpes, etc.
 Si las protecciones mecánicas son de
acero, latón u otro material resistente,
a ésta se le denomina “armadura”.
 Los conductores eléctricos también
pueden tener una protección del tipo
eléctrico, formada por cintas
conductoras, ya sean de cobre o
aluminio.
 En el caso que sean de cobre se les
demonina “pantalla” o “blindaje”

14. ESPECIFICACIONES DE LOS CONDUCTORES
ELÉCTRICOS
Tensión del sistema.
Tipo de sistema (CC o CA), fases, neutro, tierra.
Corriente o potencia a suministrar.
Temperatura de servicio, temperatura ambiente.
Tipo de instalación, dimensiones, profundidad,
radios de curvatura, distancia entre vanos, etc.
Sobrecargas o cargas intermitentes.
Tipo de aislamiento.
Cubierta protectora.

15. Código para la denominación de cables:
N: Conductor normalizado.
K: Camiseta de plomo. Si va después de la N, conductor de cobre con
aislamiento de papel impregnado en aceite.
B: Armadura de cinta de acero.
A: Capa externa de yute impregnada en alquitrán.
F: Armadura de alambre chato.
R: Armadura de alambre redondo.
G: Espirales en los dos sentidos (sólo para F o R).
B: Espirales de flejes de acero en los dos sentidos (después de RG o FG).
A después de N: Conductores de aluminio.
E después de K: Cable con tres envolturas de plomo.
O después de F o R: Armadura de alambre abierta.
A, al final: Capa adicional de yute alquitranado.
H delante de K: Conductores metalizados.
Y: Aislamiento termoplástico.
X en lugar de N: Cables que se apartan de las normas.

16. Ejemplo:
 NKY: Conductor normalizado de cobre
con aislamiento de papel impregnado en
aceite y termoplástico.
 NYY: Conductor normalizado con doble
aislamiento de material termoplástico.
 NKBA: Conductor normalizado de cobre,
con aislamiento de papel impregnado en
aceite, armadura de cinta de acero y una
capa exterior de yute alquitranado.

17. MATERIAL: ARMADURA: PROPIEDAD:
R: Goma. A después de L: Armadura W :Resistente a la humedad
Ru: Goma con látex. de aluminio. (60°).
T: Termoplástico. B después de L: Armadura H :Resistente al calor.
de bronce. SB :Retardador de llama.
C: Algodón.
S después de V: Armadura WP :Resistente a la
N: Nylon. de acero. intemperie.
V: Tela barnizada.
F después de R o T: Para
A: Asbesto. uso especial en
L: Plomo. luminarias.
P: Polietileno. F al final :A prueba de
flama.

18. SELECCIÓN DE CONDUCTORES ELÉCTRICOS
Arquitectos, ingenieros, técnicos instaladores y
usuarios finales deben tener en consideración, desde
la concepción y diseño de cualquier proyecto, el
equilibrio que necesariamente debe existir entre el
consumo de energía y la instalación que le dará
soporte.
La inversión que hagamos hoy en el diseño y
mantenimiento garantizará, sin lugar a dudas, un
significativo ahorro durante toda la vida útil de las
instalaciones.
No hay mejor momento para planificar la eficiencia en
la distribución de energía que en la etapa de diseño
del proyecto. Después será mucho más difícil y
costoso incorporar mejoras al circuito.

19. Para dimensionar adecuadamente un conductor debemos
tener en consideración lo siguiente:
◦ La capacidad de corriente debe ser por lo menos igual (se
recomienda que sea mayor) a la exigida por el circuito o la carga
en condiciones extremas.
◦ La caída de tensión en los extremos de la carga. Se recomienda
que el valor sea cercano a 3%.
◦ La capacidad de cortocircuito, es decir, cuánta sobrecarga puede
soportar el circuito, lo que dependerá directamente de cómo se
haya diseñado la conexión.
◦ El análisis técnico – económico de la selección del conductor.
Es importante notar que al incrementar la sección del
conductor estemos ampliando el soporte de carga, pero
¿Hasta dónde dimensionar?
La respuesta es: hasta que el ahorro en pérdidas justifique
la mayor inversión inicial en un calibre de mayor sección.

20. CAPACIDAD DE TRANSPORTE DE LOS
CONDUCTORES
Principales efectos de un mal uso o mal
dimensionamiento de los conductores, en una
instalación eléctrica:
Sobrecalentamiento de las líneas.
Caídas de tensión.
Cortocircuitos.
Fallas de aislamiento a tierra.
Cortes de suministros.
Riesgos de incendio.
Pérdidas de energía.

21. Intensidad de corriente admisible para Conductores de Cobre (Secciones
AWG)
Grupo A: Hasta 3 conductores en tubo, en cable o
directamente enterrados.
Grupo B: Conductor simple al aire libre.
TEMPERATURA AMBIENTE = 30ºC
TEMPERATURA DE SERVICIO
SECCIÓN
NOMINAL
GRUPO A GRUPO B
(mm2) AWG 60ºC 75ºC 60ºC 75ºC
0,82 18 7,5 7,5 - -
1,31 16 10 10 - -
2,08 14 15 15 20 20
3,31 12 20 20 25 25
5,26 10 30 30 40 40
8,36 8 40 45 55 65
13,30 6 55 65 80 95
21,15 4 70 85 105 125

22. Intensidad de Corriente Admisible para conductores de Cobre (Secc.
Milimétricas)
Grupo 1:Monoconductores tendidos al interior de ductos.
Grupo 2:Multiconductores con cubierta común, que van al interior de tubos
metálicos cables planos y cables portátiles o móviles, etc.
Grupo 3:Monoconductores tendidos sobre aisladores.
TEMPERATURA AMBIENTE = 30ºC
SECCIÓN NOMINAL
TEMPERATURA DE SERVICIO = 70ºC
(mm2) GRUPO I GRUPO II GRUPO III
1,5 15 19 23
2,5 20 25 32
4 25 34 42
6 33 44 54
10 45 61 73
16 61 82 98

23. Factores de corrección a la capacidad de
transporte
La capacidad de transporte de los conductores,
se define por la capacidad de los mismos para
disipar la temperatura al medio que los rodea,
a efecto que los aislantes no sobrepasen su
temperatura de servicio.
Las tablas de conductores consignan:
Temperatura ambiente = 30°C
Número de conductores por ducto = 3

24. Factores de Corrección por Cantidad de
Conductores ( fn )
Cantidad de conductores Factor
6 0,8
24 0,7
42 0,6
Sobre 42 0,5

25. FACTORES DE CORRECCIÓN POR
TEMPERATURA AMBIENTE
Secciones Milimétricas (fr)
Temperatura ambiente °C Factor
Más de 30 hasta 35 0,9
Más de 35 hasta 40 0,87
Más de 40 hasta 45 0,8
Más de 45 hasta 50 0,71
Más de 50 hasta 55 0,62
Secciones AWG (fr)
Temperatura ambiente °C Temperatura de servicio
60ºC 75ºC
Más de 30 hasta 40 0,82 0,88
Más de 40 hasta 45 0,71 0,82
Más de 45 hasta 50 0,58 0,75
Más de 50 hasta 55 0,41 0,67
Más de 55 hasta 60 - 0,58
Más de 60 hasta 70 - 0,35

26. Capacidad de transporte de los conductores
Finalmente la capacidad de transporte de los
conductores queda consignada a al siguiente
expresión:
I = fn x ft x It (A)
Donde:
I : Corriente admisible corregida (A).
fn : Factor de corrección por número de
conductores.
ft : Factor de corrección por temperatura.
It : Corriente admisible por sección según tabla.

27. Ejemplo
 Verificar la capacidad de transporte de un conductor en las
siguientes condiciones:
S = 2,5 mm2 (sección del conductor)
Tamb = 37°C
Nro. de conductores/ducto = 5
Solución ejemplo 1:
De tablas, por factor de corrosión:
fn = 0,8 de tabla
ft = 0,87 de tabla
It = 20A de tabla
Luego:
I = 0,8 x 0,87 x 20
I = 13,9 A I = fn x ft x It (A)

28. Ejemplo
 Verificar la capacidad de transporte de un conductor en las
siguientes condiciones:
S = 2,5 mm2 (sección del conductor)
Tamb = 37°C
Nro. de conductores/ducto = 5
Solución ejemplo 1:
De tablas, por factor de corrosión:
fn = 0,8 de tabla
ft = 0,87 de tabla
It = 20A de tabla
Luego:
I = 0,8 x 0,87 x 20
I = 13,9 A I = fn x ft x It (A)

29. CÁLCULO DE CONDUCTORES PARA ALIMENTAR A CARGAS
CONCENTRADAS
 Un solo motor
L
P
U
M
I
3
cos φ
η

30. Por capacidad de corriente:
I : Corriente nominal del motor (A).
P : Potencia nominal del motor (W).
P U : Potencia nominal del motor (V).
I=
k × U × cosφ × n Cos ∅ : Factor de potencia del motor.
N : Eficiencia del motor.
K : 1 para circuitos monofásicos
: Para circuitos trifásicos
El calibre del conductor se selecciona calculando la corriente de
diseño Id:
Id = 1,25 I

31. Por caída de tensión:
Subestación de
distribución Tablero de
control
M
3
2% U 3% U
5% U
S :Sección del conductor (mm2).
L :Distancia hasta la carga (m).
Id :Corriente de diseño del conductor
(A).
K V L I d cosφ
S= Cos ∅ :Factor de potencia del motor.
%∆U x U
%ΔU :Caída de tensión en porcentaje.
U :Tensión nominal de
KN :0,0357 para circuitos monofásicos
:0,0309 para circuitos trifásicos

32.  Varios motores:
L
M M M
3 3 3
P1 P2 P3
U1 U2 U3
I1 I2 I3
cos φ1 cos φ2 cos φ3
η1 η2 η3

33. Por capacidad de corriente:
Donde: I = 1,25 I + I + I
d 1 2 3
I1 〉 I2 〉 I3
Por caída de tensión:
S :Sección del conductor (mm2).
L :Distancia hasta el grupo de
motores (m).
Idi :Corriente de diseño del motor (i)
(A).
S=
Kv L ∑ I di Cosφ i
%∆U x U Cos ∅ :Factor de potencia del motor (i).
%ΔU :Caída de tensión en porcentaje.
U :Tensión nominal de
KN :0,0357 para circuitos monofásicos
:0,0309 para circuitos trifásicos

34. CÁLCULO DE CONDUCTORES PARA ALIMENTAR A CARGAS
DISTRIBUIDAS
Criterio de sección constante
L3
L2
L1
P1 P2 P3
U1 M U2 M U3 M
I1 3 I2 3 I3 3
cos φ1 cos φ2 cos φ3
η1 η2 η3

35. Por capacidad de corriente:
Donde: I = 1,25 I + I + I
d 1 2 3
I1 〉 I2 〉 I3
Por caída de tensión:
S :Sección del conductor (mm2).
L :Distancia hasta el grupo de
motores (m).
Idi :Corriente de diseño del motor (i)
(A).
S=
Kv L ∑ I di Cosφ i
%∆U x U Cos ∅ :Factor de potencia del motor (i).
%ΔU :Caída de tensión en porcentaje.
U :Tensión nominal de
KN :0,0357 para circuitos monofásicos
:0,0309 para circuitos trifásicos