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martes, 9 de diciembre de 2014

Pérdidas en la aislación de un conductor eléctrico

En instalaciones eléctricas de iluminación y fuerza motriz se utilizan fundamentalmente dos tipos de materiales:

  • Conductores como el cobre y aluminio
  • Aislantes como el vidrio, policarbonato, caucho, PVC (Ploricloruro de vinilo), XLPE (Polietileno reticulado), etc.
Como es sabido, los materiales aislantes también conducen la corriente eléctrica, si bien en una magnitud mucho menor que en los materiales conductores, para una misma diferencia de potencial.
Vamos a calcular la potencia que se disipa en calor, dentro de la aislación de un conductor eléctrico, cuando circula por la misma (aislación) una corriente alterna sinusoidal de 300 mA. \;

Consideraciones teóricas
En la Figura Nº 01 se representa un conductor aislado, apoyado sobre un soporte metálico y éste se encuentra rígidamente conectado al sistema de puesta a tierra, PAT.




;

Figura Nº 01
La cubierta de la aislación del conductor está representada en color rojo.Entre el conductor y el soporte metálico existe una tensión V = V(f); siendo esta función del tipo sinusoidal.

Condensador real
El conjunto de la Figura Nº 01 es un condensador real.
Las placas conductoras no son simétricas. Una de ellas es el alma del conductor eléctrico y la otra es el soporte metálico.
El material de la aislación y el aire son los dos componentes del dieléctrico.

Circuito equivalente
Al condensador real de la figura Nº 01, lo podemos representar por el circuito equivalente de la Figura Nº 02







Figura Nº 02
La resistencia R; representa las pérdidas en el dieléctrico. Por la misma circula la corriente de pérdidas I_R.
El condensador C; proporciona el camino para la corriente de fuga del condensador real I_C.
Recordando que:

T \; es el período de la función sinusoidal V = V(f);
f = \frac{1}{T};
I_R = \frac{V}{R} = {G}\cdot{V};
I_C = {2\pi}\cdot{f}\cdot{C}\cdot{V} = {B}\cdot {V};
j = \sqrt{-1};

La corriente de falla I_F; viene dada por la siguiente expresión:

I_F = I_R + {j}\cdot{I_C}; 

El diagrama de fasores está representado en la Figura Nº 03.






Figura Nº 03

La corriente de falla en este esquema circula entre el conductor activo y tierra. 
Como consecuencia se denomina corriente de falla a tierra. 

Potencia activa disipada en calor
La potencia activa disipada en la resistencia R viene dada por:

P = {V}\cdot{I_R};  

Esta potencia se transforma en calor y produce un aumento de temperatura del recubrimiento aislante del conductor.
Para medir el incremento de temperatura, se necesita tener un laboratorio con instrumentos de muy alta calidad y precisión.

Cálculos
La corriente de falla a tierra que aparece en la Figura Nº 01, aparece sin que el conductor presente ningún defecto en la aislación.
Está corriente de falla existe siempre tanto, cuando por el conductor circula una corriente o cuando no circula ninguna corriente eléctrica por el mismo, como es el caso de tomacorrientes sin ningún receptor conectado.
Sólo necesita estar conectado a la red y que entre la parte activa y la masa exista una tensión V.

Supongamos tener una instalación eléctrica monofásica, alimentada por una tensión sinusoidal, cuya tensión efectiva es V = 220\;V; una frecuencia f = 50 \;Hz;   la corriente de falla a tierra es I_F = 300\;mA.

La corriente de pérdida I_R;  es mucho mayor que la corriente de fuga I_C, para la frecuencia f = 50 \; Hz.
En Ingeniería se debe cuantificar esta expresión usada por los Matemáticos. 
Como I_R \gg I_C \;
Sugiero se utilice la siguiente relación:

\frac{I_R}{I_C} = 100;

Habiendo fijado este criterio, debemos tener una idea del valor del ángulo \varphi ;

\tan(\varphi) = \frac{I_C}{I_R} = \frac{1}{100};

\cos(\varphi) = 0.99;

La corriente de pérdidas por la resistencia R; viene dada por:

I_R = {I_F}\cdot{\cos(\varphi)} = {300 \; mA}\cdot{0.99} =297 \; mA

Con el resultado obtenido podemos decir que:

I_R \simeq I_F \; ;

La potencia activa disipada en la resistencia R viene dada por:

P = {V}\cdot{I_R} \simeq {V}\cdot{I_F} = {220 \; V}\cdot{300 \; mA } = 66 \; W;

Esta potencia es mayor que la potencia de una lámpara incandescente, tipo vela, de 60 \; W.
La potencia calculada, produce un foco de calor y en pocos minutos se inicia el proceso de combustión de la cubierta aislante.
Este es el motivo físico por el cual un interruptor diferencial de 300 \; mA; instalado agua arriba de la falla debe actuar en forma instantánea, como lo exige el punto 771.18.3.5 del Reglamento de la Asociación Electrotécnica Argentina 90364, Parte 7, Sección 771.
Resultados similares se obtienen utilizando el Simulador Spice de la Universidad de California en Berkeley.

Conclusiones
Los materiales aislantes ideales, no existen en las instalaciones eléctricas.
La magnitud de la corrientes de falla depende de la calidad del material eléctrico a instalar.
La corriente de falla no es una sobrecorriente. Aquella aparece siempre cuando un conductor está energizado.
Esta corriente de falla produce uno o varios focos de calor que pueden llegar a producir un incendio en la instalación eléctrica.
Por este motivo se debe utilizar conductores eléctricos que tengan impreso, sobre el aislante, el sello IRAM como lo exige la Resolución 508/2015 de la SECRETARÍA DE COMERCIO.

Fecha actualización: 25/04/2018


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martes, 11 de noviembre de 2014

Corrientes Asignadas de Interruptores

INTERRUPTORES TERMOMAGNETICOS

Fuente: ABB

TABLA DE SELECCION
CORRIENTE NOMINAL [A] UNIPOLAR BIPOLAR TRIPOLAR TETRAPOLAR
CURVAS
2 B - C - D B - C - D B - C - D B - C - D
4 B - C - D B - C - D B - C - D B - C - D
6 B - C - D B - C - D B - C - D B - C - D
10 B - C - D B - C - D B - C - D B - C - D
16 B - C - D B - C - D B - C - D B - C - D
20 B - C - D B - C - D B - C - D B - C - D
25 B - C - D B - C - D B - C - D B - C - D
32 B - C - D B - C - D B - C - D B - C - D
40 B - C - D B - C - D B - C - D B - C - D
50 B - C - D B - C - D B - C - D B - C - D
63 B - C - D B - C - D B - C - D B - C - D


INTERRUPTORES DIFERENCIALES

Fuente: ABB

TABLA DE SELECCION
CORRIENTE NOMINAL [A] BIPOLAR TETRAPOLAR
25 30 [mA] 30 [mA]
300 [mA] 300 [mA]
40 30 [mA] 30 [mA]
300 [mA] 300 [mA]
63 30 [mA] 30 [mA]
300 [mA] 300 [mA]
80 30 [mA] 30 [mA]
300 [mA] 300 [mA]
100 30 [mA] 30 [mA]
300 [mA] 300 [mA]


viernes, 7 de noviembre de 2014

Seguridad Eléctrica

        La cantidad de accidentes en inmuebles, originados por fallas en las instalaciones eléctricas, es elevada teniendo en cuenta los avances tecnológicos.
        En la República Argentina para proteger la vida, preservar y mantener la integridad psicofísica de los trabajadores, todas las Empresas deben cumplir con la Ley de Higiene y Seguridad en el Trabajo Nº 19587/1972 y sus decretos reglamentarios.

Decreto 351/1979

        Es un decreto reglamentario de la Ley mencionada ut supra; en el Anexo VI, Capítulo 14, establece:
Punto 1.1.2: "Tensiones de Seguridad":

  • "En los ambientes secos y húmedos se considerará como tensión de seguridad hasta 24 V respecto a tierra".
Punto 3: "Condiciones de Seguridad de las Instalaciones Eléctricas
inc. 3.1. Características Constructivas":

  • "Se cumplimentará lo dispuesto en la reglamentación para la ejecución de instalaciones eléctricas en inmuebles, de la Asociación Argentina de Electrotécnicos".
  • "Para la instalación de líneas aéreas y subterráneas, se seguirán las directivas de las reglamentaciones para líneas eléctricas aéreas y exteriores en general de la citada asociación".
  • "Los materiales, equipos y aparatos eléctricos que se utilicen, estarán construidos de acuerdo a normas nacionales o internacionales vigentes".
  • "Toda instalación deberá proyectarse como instalación permanente, siguiendo las disposiciones de la ASOCIACION ARGENTINA DE ELECTROTECNICA, utilizando materiales que se seleccionarán de acuerdo a la tensión, a las condiciones particulares del medio ambiente y que respondan a las normas de validez internacional".

Decreto 911/1996 

        Es también un decreto reglamentario de la Ley 19587, en el Anexo, Capítulo 6, "Sección Instalaciones Eléctricas", Artículo 86 establece:

  • "Toda instalación deberá proyectarse como instalación permanente, siguiendo las disposiciones de la ASOCIACION ARGENTINA DE ELECTROTECNICA, utilizando materiales que se seleccionarán de acuerdo a la tensión, a las condiciones particulares del medio ambiente y que respondan a las normas de validez internacional".

        En diciembre del año 1973 la Asociación Argentina de Electrotécnicos, cambia este nombre por ASOCIACION ELECTROTECNICA ARGENTINA (AEA), según Resolución Nº 3820 del Instituto General de Personas Jurídicas.

Generalización del Decreto 351/1979 a otros inmuebles

        Realizando una lectura general de todo el decreto podemos observar los siguiente:

  • La Tabla 2, Anexo IV, Capítulo 12, establece la Intensidad mínima de la iluminación en viviendas.
  • El insciso f) del Punto 3.1.2; Anexo VII, Capítulo 18, establece el coeficiente X [m2] para el cálculo del factor de ocupación para las viviendas privadas y colectivas. (Según el punto 1.4; la definición del Factor de ocupación es la siguiente: Número de ocupantes por superficie de piso, que es el número teórico de personas que pueden ser acomodadas sobre la superficie de piso. En la proporción de una persona por cada equis (x) metros cuadrados).
        Las viviendas donde se realizan trabajos esporádicos o temporarios, por ejemplo personal doméstico, de mantenimiento, jardinería, etc. también están incluidas en la Ley de Higiene y Seguridad en el Trabajo Nº 19587/1972 y concordantes, porque las personas que realizan los trabajos la Ley los considera trabajadores transitorios.

Conclusión

        Para dar cumplimiento con los Decretos 351/1979 y 911/1996, todas las Empresas de la República Argentina, incluyendo las Distribuidoras Eléctricas, deben cumplir las disposiciones de la Asociación Electrotécnica Argentina, para proteger a sus empleados, por imposición de la Ley de Higiene y Seguridad en el Trabajo Nº 19587/1972.
        Las viviendas donde se realicen trabajos esporádicos o temporarios también deben cumplir con la Ley de Higiene y Seguridad en el Trabajo Nº 19587/1972. Por ejemplo viviendas de alta gama a donde trabaje personal doméstico.
        Los Reglamentos de la Asociación Electrotécnica Argentina, AEA, son requisitos mínimos que se debe cumplir cuando se contruye una instalación eléctrica.


Referencias

miércoles, 29 de octubre de 2014

Selección de cañerías


Caño negro con rosca y cupla

Medidas en Pulgadas
Denominación IRAM
5/8 RS16 ó RL16
3/4 RS19 ó RL19
7/8 RS22 ó RL22
1 RS25 ó RL25
1 1/4 RS32 ó RL32
1 1/2 RS38 ó RL38
2 RS51 ó RL51


lunes, 27 de octubre de 2014

Reglamento Instalaciones Eléctricas Municipalidad de San Miguel de Tucumán

Provincia de Tucumán 

República Argentina



Ordenanza  Nº 2420/1996


Art. 1º: Apruébase el nuevo Reglamento para la Ejecución, Puesta en Funcionamiento y Mantenimiento de las Instalaciones Eléctricas en Inmuebles, realizado por la Fundación Centro de Estudios de Distribución e Instalaciones Eléctricas (C.E.D.I.E.) que obra en el Anexo I. 


Ordenanza  Nº 3731/2006


Art. 1º:  Modifícase el artículo 1º de la Ordenanza Nº 2.420/96, el que quedará redactado de la siguiente manera:

Artículo 1º. – Apruébase el Reglamento para la Ejecución de Instalaciones Eléctricas en Inmuebles dictadas por la Asociación Electrotécnica Argentina en Agosto de 2002, Parte 7, Sección 771: Viviendas, oficinas y locales (unitarios) y Sección 701: Cuartos de Baño, que se adjunta a la presente como Anexo I.




Referencia


Opinión

Desde el punto de vista de la Ingeniería Legal, siempre se debe utilizar para los cálculos la última versión del Reglamento y citarlo en las Referencias.
En el caso de que el cálculo se realizó antes del año 2006, también se debe utilizar el Reglamento de Asociación Electrotécnica Argentina porque lo dispone la Resolución 351/1979.



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domingo, 16 de marzo de 2014

Uso de Normas IRAM en la Ingeniería Eléctrica

Todos los materiales a utilizar en las obras eléctricas, en la República Argentina, deben cumplir con las Normas IRAM por imposición de la Ley de Higiene y Seguridad en el Trabajo Nº 19587/1972.

El Decreto Reglamentario Nº 351/1979 de la Ley de Higiene y Seguridad en el Trabajo, en el Anexo VI, Capítulo 14, Instalaciones Eléctricas, Punto 3 dice:

 3. Condiciones de Seguridad de las Instalaciones Eléctricas.

 3.1. Características Constructivas.

 Se cumplimentará lo dispuesto en la reglamentación para la ejecución de instalaciones eléctricas en inmuebles, de la Asociación Electrotécnica Argentina, AEA.
 Para la instalación de líneas aéreas y subterráneas, se seguirán las directivas de las reglamentaciones para líneas eléctricas aéreas y exteriores en general de la citada asociación.
Los materiales, equipos y aparatos eléctricos que se utilicen, estarán construidos de acuerdo a normas nacionales o internacionales vigentes.

Los materiales fabricados en la República Argentina, deben cumplir con las Normas IRAM.

Como consecuencia, en los planos de los proyectos eléctricos, se debe indicar en forma explícita, la Norma y el número que cada elemento debe cumplir.





Referencias


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miércoles, 22 de enero de 2014

CONDICIONES DE SEGURIDAD DE LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS

Según el Anexo VI del Decreto N° 351/1979, Ley de Higiene y Seguridad en el Trabajo Nº 19587/1972 y concordantes. las instalaciones eléctricas de todos los establecimientos de la República Argentina, deben cumplir con las Reglamentaciones de la Asociación Electrotécnica Argentina (AEA).
Tanto para las instalaciones eléctricas en inmuebles como en líneas  eléctricas aéreas o subterráneas se deben utilizar materiales fabricados "de acuerdo a normas nacionales o internacionales vigentes".
Los materiales fabricados en la Argentina deberán cumplir con las Normas IRAM.
Aquellas empresas que utilicen materiales argentinos, sin aprobación de Normas IRAM están violando la Ley N° 19587/1972; conocida como Ley de Higiene y Seguridad en el Trabajo.
Los materiales fabricados en el extranjero, también deberán cumplir con las normas internacionales vigentes. 
Generalmente todos los equipos importados cumplen las normas internacionales vigentes, pero siempre es conveniente solicitar al fabricante o proveedor el certificado de aprobación correspondiente y guardar esta documentación técnico-legal para los fines que hubiere lugar.



Referencias


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