Serie Básica 101

Módulo de Aprendizaje 14:
Serie Básica 101
Electroducto
Electroducto
Temario
En este módulo, estudiaremos con detalles cada uno de estos temas:
Introducción
Distribución de la Electricidad
¿Que es un Electroducto?
¿Cómo se utiliza un Electroducto?
4
4
4
5
Tipos de Electroducto
Alimentador vs. de Enchufe
5
5
Componentes y Valores Nominales
Longitudes de Electroducto
Colgadores
Conexiones
Conectores de Bus
Especificaciones de Electroducto
6
6
6
7
7
8
Instalación de un Electroducto
Sample Layout
Croquis al Lápiz
Dibujo Esquemático Formal
Manejo Eficiente de Costo de la Aplicación
Cotización de una Instalación de Electroducto
11
11
11
12
13
13
Ayuda al Cliente
Información Requerida
15
15
Repaso
16
Glosario
18
Respuestas del Repaso
19
Página 2
Electroducto
Bienvenido
Bienvenido al Módulo 14, que trata de electroducto, un sistema para distribuir la
electricidad.
Figura 1. Electroducto Típico
Como los demás módulos en esta serie, este módulo presenta secciones de
material nuevo seguidas por una serie de preguntas sobre este material. Estudie
el material cuidadosamente y conteste después las preguntas sin hace referencia
a lo que acaba de leer.
Usted es el mejor juez de su asimilación del material. Repase el material tan frecuentemente como lo considere necesario. Lo más importante es establecer una
base sólida sobre la cual construir conforme pasa de tema en tema y de módulo
en módulo.
Nota sobre Estilos de
Fuentes
Los puntos esenciales se muestran en negritas.
Viendo el Glosario
Las versiones impresas tienen el glosario al final del módulo. Usted puede también hojear el Glosario seleccionando con el mouse la marca de Glosario en el
margen izquierdo.
Los elementos de Glosario se presentan en cursivas y subrayados la primera vez
que aparecen.
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Electroducto
Introducción
La compañía de suministro de energía eléctrica es responsable de suministrar la
energía eléctrica desde la planta de energía a la Acometida de cada edificio.
Después de la acometida, es responsabilidad del propietario del edificio
suministrar un sistema de distribución interno para llevar la energía eléctrica a las varias cargas dentro del edificio.
Distribución de la
Electricidad
Durante muchos años, la electricidad fue distribuida con alambre de cobre cubiertos con hule ordinarios. Por razones de seguridad, esta práctica fue suspendida.
Un alambrado aislado fue después pasado a través de conducto o cables.
Figura 2. Antiguos Métodos de Distribución
Pero el sistema de conducto y cables presentaba una desventaja importante: la falta de flexibilidad. Una vez instalados estos tipos de sistemas, era
difícil y costoso modificarlos.
¿Que es un
Electroducto?
Entonces llegó el concepto de Electroducto. Un electroducto es un método moderno y económico de distribuir la electricidad en un edificio. Un electroducto es
similar a los rieles sobre los cuales se desplaza un tren eléctrico a escala,
tanto en cuanto a su apariencia como a su función.
Secciones de rieles pueden ser unidas juntas para formar diferentes carriles para
el tren. De la misma manera, secciones de electroducto pueden conectarse
en casi cualquier configuración para llevar la energía donde se requiere.
Debido a esta flexibilidad, el electroducto es frecuentemente menos costoso de
instalar. Es particularmente cierto en el caso de una aplicación en la cual es probable que cambien las ubicaciones de las cargas.
Figura 3. Un Electroducto es como un Ferrocarril a Escala
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Electroducto
Sin embargo, existe una diferencia principal entre un ferrocarril y un electroducto:
la tensión. El ferrocarril tiene conductores expuestos. Puesto que la tensión es
relativamente baja, no hay peligro de choque eléctrico.
Un electroducto lleva una tensión mucho más alta y por consiguiente debe ser
protegido. Por esta razón, los conductores están aislados con un
revestimiento epóxico y cubiertos con una envoltura para evitar un contacto accidental.
Específicamente, la envoltura es de aluminio de calibre 14 ó 16. Tiene un acabado protector y generalmente esmaltado con revestimiento acrílico.
¿Cómo se utiliza un
Electroducto?
Un electroducto hace el mismo trabajo que un conducto y alambre,
conectando secciones. El proceso de conexión es diferente, pero análogo para
los dos sistemas de distribución. Después de la conexión, el punto de unión es
cubierto para su protección.
Figura 4. Secciones de Unión de Electroducto Vs. Secciones de Unión de Conducto y Alambre
Tipos de
Electroducto
Alimentador vs. de
Enchufe
Existen dos tipos básicos de electroducto:
•
Electroducto Alimentador, que se emplea para alimentar energía eléctrica a
un punto distante.
•
Electroducto de Tipo de Enchufe, que tiene varias salidas para enchufar dispositivos. Este tipo de electroducto es más costoso que el electroducto alimentador.
Un electroducto alimentador es análogo a una extensión. Supongamos que
usted desea colocar una lámpara (o bien otra carga) en una ubicación lejana de
una salida en su sala. Puesto que no puede enchufar directamente la lámpara,
tiene que utilizar una extensión para suministrar electricidad a la lámpara.
Existen dos tipos de electroducto alimentador: para interiores y para exteriores. La diferencia principal entre los dos tipos es el proceso de ensamblaje. Un
electroducto para interiores ofrece un alojamiento extruido de dos piezas con
cubiertas de junta estándares. Un electroducto para exteriores ofrece un sello a
prueba de la intemperie alrededor de todos los componentes ensamblados. Un
electroducto para exteriores tiene también una junta especial y cubiertas de
empalme para proteger las conexiones contra la intemperie.
Un electroducto de enchufe es análogo al extremo de una extensión. Un
electroducto para enchufe ofrece salidas cada dos pies para enchufar aparatos.
Supongamos que usted desea colocar una lámpara, un radio y un ventilador en
una ubicación lejana de una salida en su sala. En vez de colocar tres extensiones
hacia la ubicación, usted puede enchufar las tres cargas en el extremo de una
extensión. Estos tres tipos de electroducto son diseñados de tal manera que
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Electroducto
puedan conectarse entre ellos sin utilizar Placas de Empalme especiales, ni juntas de puente.
Figura 5. Electroducto Alimentador y Electroducto de Enchufe Vs. Extensión
Componentes y
Valores Nominales
Longitudes de
Electroducto
La longitud más común de electroducto es diez pies. Secciones de diez pies
se utilizan en caso posible para llevar la energía eléctrica a una ubicación. Sin
embargo, longitudes más pequeñas están disponibles para satisfacer los requerimientos de instalación específicos del cliente.
Figura 6. Colocación de un Electroducto hacia un lugar
Colgadores
En la compra de un electroducto está incluido un colgador para cada diez
pies horizontales. Aún cuando no se muestran en la Figura 6 por razones de
claridad, los Colgadores son críticos para una instalación apropiada de electroducto. Colgadores de electroducto soportan el peso del electroducto, manteniéndolo recto.
Imagine un tramo de 100 pies de electroducto horizontal en una fábrica a una
altura de 10 a 15 pies. Considere ahora que el electroducto puede pesar hasta
100 libras por pie lineal. Puede ver que un electroducto no soportado presentaría
pandeo (y hasta ruptura) debido a su propio peso.
Figura 7. Colgadores Típicos para Electroducto, mostrados con Soportes suministrados por el Cliente
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Electroducto
Los colgadores se requieren también cuando un electroducto se coloca verticalmente. (Colgadores para electroductos verticales no están incluidos en la
compra del electroducto). Un colgador con suspensión de resorte especial se utiliza, igualando el peso soportado por cada colgador. Mientras que lo ideal sería
utilizar un colgador cada diez pies, si la distancia entre pisos no rebasa 16 pies,
un solo colgador por piso es necesario.
El tipo de colgador que se requiere depende de los requerimientos de montaje
específicos del ducto. Los Soportes deben ser suministrados por el cliente.
Conexiones
De la misma manera que herrajes eléctricos se utilizan para las esquinas, para
hacer conexiones en forma de T y de cruz, Herrajes para Electroductos, codos,
tees y cruces – están disponibles. Estos herrajes de acoplamiento ofrecen la flexibilidad de dirigir el bus para distribuir la energía eléctrica en cualquier ubicación
en un edificio. Se utilizan también herrajes para terminar el electroducto. Algunos
ejemplos de herrajes de terminación son cajas de derivación de cable de
extremo, tapas de extremo, bridas para su conexión con switchboards o MCCs y
conexiones para transformador.
Figura 8. Secciones de Electroducto Vs. Secciones de Conducto
La mayoría de los herrajes pueden utilizarse en los tres tipos de electroducto (alimentador para interiores, alimentador para exteriores y de enchufe).
Esto incrementa la flexibilidad en el caso en el cual el cliente debe reconfigurar la
trayectoria del electroducto.
Figura 9. Codos, Tees y Cruces incrementan la Flexibilidad
Conectores de Bus
Ahora vamos a ver los dispositivos enchufados en las salidas de electroducto de
tipo de enchufe. Existen tres tipos de dispositivos de Conectores de Bus:
•
Conector de Bus de Interruptor de Fusible
•
Conector de Bus de Interruptor de Circuito
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Electroducto
•
Conector Especial
El conector de bus de interruptor de fusible y el conector de bus de interruptor de circuito son muy similares. Ambos dispositivos se utilizan para
conectar una carga al electroducto, ofreciendo al mismo tiempo una protección
contra Sobrecorriente (o Sobrecarga).
El conector de bus de interruptor de fusible contiene un Fusible. En caso de
sobrecarga, el Elemento en el fusible se derrite, removiendo la alimentación de
energía eléctrica a la carga antes de que ocurra un daño. Para restaurar el suministro de energía eléctrica a la carga, el fusible debe ser reemplazado. Los fusibles son suministrados por el cliente.
El interruptor de circuito funciona de la misma manera. En caso de sobrecarga, el
interruptor de circuito dispara, interrumpiendo la alimentación de energía eléctrica
a la carga antes que ocurra un daño. Para restaurar la alimentación de energía
eléctrica a la carga, se debe reinicializar el interruptor de circuito.
Figura 10. Dispositivo de Enchufe montado en un Electroducto
El tercer tipo de conector de bus es el conector especial. Incluye dispositivos,
como por ejemplo interruptor de circuito especiales, unidades como por ejemplo
fuga a tierra, unidades de interruptor Optim. unidades TVSS, contactores de combinación así como arrancadores, y dispositivos atornillados.
Figura 11. Gabinete de Receptáculo de Enchufe Típico (para uso en Electroducto de 100 Amperes)
Especificaciones de
Electroducto
Ahora podemos conectar nuestras secciones de electroducto y llevar la energía
eléctrica virtualmente en cualquier ubicación. Podemos proporcionar energía
eléctrica a cargas empleando los conectores de bus.
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Electroducto
¿Pero que energía se requiere? Es una preocupación primaria cuando se planea
una instalación. Aún cuanto todos los electroductos pueden manejar hasta
600 volts, las barras bus varían en cuanto a tamaño según el amperaje que
puede llevar.
Barras Bus de electroducto – las barras metálicas que llevan realmente la corriente – están disponibles en aluminio y cobre. El aluminio es un material más
ligero, pero el cobre conduce la electricidad con mayor eficiencia. Asimismo, una
sección de electroducto con barras bus de cobre será siempre más costosa que
una sección idéntica con barras bus de aluminio.
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Electroducto
El cliente tendrá que seleccionar un material con base en el aspecto más importante para la aplicación.
Material de Barra Bus
Aluminio
conductividad mínima del 55%
Cobre puro
conductividad mínima del 98%
Amperajes Nominales
Disponibles
225 400
600 800
1000 1200
1350 1600
2000 2500
3200 4000
225 400
600 800
1000 1200
1350 1600
2000 2500
3200 4000
5000
Los valores nominales de los electroductos varían según la temperatura.
En la medida en que no se rebasa la temperatura ambiente de 40°C (104°F), los
amperajes nominales de los electroductos son precisos. Sin embargo, conforme
se eleva la temperatura, baja el valor nominal del electroducto. Por ejemplo, a
70°C (158°F), un electroducto de 600 amperes tiene solamente una capacidad
del 67% de su pleno valor, o sea 402 amperes.
Temperatura
Ambiente
°F (°C)
Multiplicador de
Amperaje Nominal
104°F (40°C)
113°F (45°C)
122°F (50°C)
131°F (55°C)
140°F (60°C)
149°F (65°C)
158°F (70°C)
1.00
0.95
0.90
0.85
0.80
0.74
0.67
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Electroducto
Instalación de un
Electroducto
Sample Layout
Ahora que hemos repasado los componentes que conforman un sistema de electroducto, vamos a armarlos. Consideremos esta distribución de planta.
Figura 12. Distribución de Planta
En esta instalación, se observan secciones de electroducto alimentador y secciones de electroducto de tipo de enchufe. Codos, tees y cruces se utilizan para
conectar las secciones de electroducto. El electroducto suministra la energía
eléctrica para un centro de control de motor, un panelboard de alumbrado, una
maquinaria y un motor de bomba.
Supongamos que el propietario del edificio desea modificar las ubicaciones de las
cargas. La mayor parte del electroducto puede desarmarse y reacomodarse sin
pérdida.
Croquis al Lápiz
Para distribuir un sistema de electroducto de este tipo, lo único que se
requiere es elaborar un croquis al lápiz sencillo con dimensiones precisas.
Indique las longitudes de electroducto que se requieren, y las ubicaciones y tipos
de cargas alimentadas por el electroducto.
Un croquis al lápiz para el sistema de electroducto mostrado arriba se presenta
en la Figura 13. A partir de este croquis, usted puede determinar el precio de la
instalación del electroducto. Más adelante veremos el asunto de la determinación
del precio.
Figura 13. Croquis al Lápiz para Distribución en una Fábrica
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Electroducto
En Campo
Este cliente desea instalar un electroducto en una fábrica desde el exterior a
través de un switchboard existente en el sótano. El objetivo es proporcionar
entradas de tipo enchufe en una pared de la estructura de tres pisos.
El cliente proporcionó las distancias entre los componentes y las longitudes
aproximadas. A partir de esta información, usted puede diseñar un plan de instalación.
A continuación se presenta una forma de diseñar dicha distribución.
Después de terminar el dibujo, platique con el cliente. También lo que pueda ser
necesario. Verifique que esta distribución cumple con las necesidades de la aplicación antes de planeación, cotización y pedido.
Dibujo Esquemático
Formal
Cuando usted coloca el pedido, se creará un dibujo esquemático más formal que contiene dimensiones precisas a escala. Este dibujo esquemático es
utilizado para la aprobación del cliente y la instalación.
Un dibujo esquemático formal para el croquis al lápiz aparece en la Figura 14.
Note que está en tamaño reducido en comparación con el documento real presentado al cliente.
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Electroducto
Figura 14. Dibujo Esquemático Formal para Distribución en Fábrica
Manejo Eficiente de
Costo de la Aplicación
Además de poder preparar un croquis al lápiz, usted debe entender algunas otras
cosas para poder proporcionar a un cliente una solución efectiva en cuanto a
costo.
Como ya lo hemos establecido, el electroducto reemplaza conducto y alambre.
Se especifica un alambre en volts y amperes. Como un alambre, un electroducto
es estandarizado para manejar un máximo de 600 volts. Los amperajes nominales están dentro de un rango de 225 a 5,000, proporcionándole flexibilidad
cuando trabaja con un cliente.
En caso posible, trate de estandarizar un trabajo en un amperaje nominal.
Los costos de reposición serán mínimos si el cliente desea hacer cambios en su
distribución en el futuro puesto que más material puede reutilizarse.
La selección de dispositivos enchufables es como la selección de interruptores de
seguridad individuales que interruptores de circuito. Vea su catálogo para información de precios.
Cotización de una
Instalación de
Electroducto
Ahora vamos a ver como cotizar la distribución presentada en las Figuras 13 y 14.
Sume el número de cada componente en la distribución. Usted tendrá:
142 pies de electroducto alimentador
42 pies de electroducto de tipo enchufe
3 interruptores de 50 amperes de tipo enchufable
4 secciones de codo
1 sección de T
1 sección de cruz
1 acometida
3 bridas
3 tapones de extremo
En el caso del ejemplo, consideremos que toda la distribución de electroducto
tiene un valor nominal de 600 amperes. Consideremos la siguiente lista de precios:
Electroducto alimentador $20/pie
Electroducto de tipo
enchufe
$22/pie
Interruptor enchufable de $100 cada uno
50 amperes
Codo
$120 cada uno
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Electroducto
T
$140 cada uno
Cruz
$160 cada uno
Acometida
$170 cada uno
Brida
$130 cada uno
Tapón de Extremo
$20 cada uno
NOTA: Cerciórese que la longitud total en su lista de materiales incluye los segmentos a través de todos los herrajes, tales como cajas de derivación, gargantas
de derivación, gargantas de transformador y codos.
El cálculo es bastante sencillo:
(142 x $20) + (42 x $22) + (3 x $100) + (4 x $120) + $140 + $160 + $170 +
(3 x $130) + (3 x $20) = $5,464
Es el precio de los materiales especificados en la distribución en una Fábrica de
la Figura 14. Observe que este precio no incluye entrega ni distribución.
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Electroducto
Ayuda al Cliente
Ahora está usted suficientemente familiarizado con los sistemas de electroducto
para ayudar a un cliente para seleccionar productos para una aplicación.
Información Requerida
Cuando usted está con el cliente, lleve a cabo una pequeña entrevista para
obtener la información siguiente:
•
Especificaciones eléctricas, en caso disponible, para el sistema de electroducto/distribución
•
Tipo de servicio eléctrico presente
•
Ubicaciones de todos los dispositivos a conectar con electroducto, incluyendo
acometida, paneles de distribución, y cargas
•
Amperaje de cada carga a conectar
•
Tensión nominal para cada segmento de electroducto
•
Barras bus preferidas: aluminio o cobre
•
Alambrado requerido: 3 hilos o 4 hilos
•
Tierra: 50% de conexión a tierra en bastidor o 50% de conexión a tierra
interna o 100% de conexión a tierra o 50% de conexión a tierra aislada
•
Neutro: 100% neutro o 200% neutro
•
Entornos: electroducto requerido para interiores y/o exteriores
•
Tipos y números de dispositivos enchufables requeridos
•
Método de colgado, para pedir el(los) estilo(s) de colgador(es)
•
Temperatura ambiente a lo largo del electroducto, para tomar en cuenta una
baja de amperaje nominal en áreas de altas temperaturas
•
Lista de materiales para la instalación del electroducto, en caso disponible.
Si las especificaciones eléctricas no están disponibles, cerciórese que obtenga la
información siguiente:
•
Caída de tensión máxima permitida
•
Valor nominal de cortocircuito mínimo permitido para bus y conectores
•
Para unidades de fusibles: tipo(s) de fusible(s) requerido(s). Los fusibles son
suministrados por el cliente.
Usted puede también preguntarle a su cliente sobre sus planes de remodelación
o expansión a futuro. Esto puede ayudar a planear el sistema de electroducto
para necesidades futuras.
Con esta información usted puede elaborar un croquis de la instalación propuesta. Después de afinar con el cliente, puede revisar en su catálogo para
establecer una cotización.
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Electroducto
Repaso
Conteste las siguientes preguntas sin hacer referencia al material que se le acaba
de presentar.
1. La ventaja principal del electroducto sobre el conducto y cableado es:
_____________.
2. Explique por qué un electroducto está cubierto con una envoltura de aluminio.
____________________________________________________________
____________________________________________________________
3. Nombre los tres herrajes de electroducto especiales que se utilizan para llevar un electroducto a cualquier ubicación en un edificio.
_______________________________
_______________________________
_______________________________
4. Nombre los dos tipos básicos de electroducto.
_______________________________
_______________________________
5. Nombre los dos tipos de conectores de bus que se utilizan para conectar cargas al electroducto.
_______________________________
_______________________________
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Electroducto
6. Escriba una lista de materiales y una cotización para la siguiente instalación
de electroducto en una agencia de automóviles:
Lista de Precios:
Electroducto
alimentador
$20/pie
Electroducto de Tipo $22/pie
Enchufe
Brida de Switchboard
$130 cada una
Caja de Derivación de
Cable de Extremo
$150 cada una
Codo
$120 cada una Tapón de Extremo
$20 cada uno
T
$140 cada uno Interruptor de 50
amperes de enchufe
$100 cada uno
Cruz
$160 cada una Interruptor de 100
amperes de enchufe
$125 cada uno
Lista de Materiales:
Electroducto
alimentador
__________ pie x $20/pie
=
$___________
Electroducto de tipo de __________ pie x $22/pie
enchufe
=
$___________
Codo
__________
x $120 cada uno =
$___________
Tees
__________
x $140 cada una =
$___________
Cruces
__________
x $160 cada una =
$___________
Bridas de Switchboard
__________
x $130 cada una =
$___________
Cajas de Derivación de __________
Cable de Extremo
x $150 cada una =
$___________
Tapones de Extremo
__________
x $20 cada uno
=
$___________
Interruptor de 50
amperes de enchufe
__________
x $100 cada uno =
$___________
Interruptor de 100
amperes de enchufe
__________
x $125 cada uno =
$__________
TOTAL GENERAL
$___________
Página 17
Electroducto
Glosario
Electroducto
Un método moderno y económico para distribuir la
energía eléctrica en un edificio. Es similar en función y
apariencia a los ferrocarriles de un tren eléctrico a
escala.
Herrajes para
Electroducto
Secciones de electroducto especiales que permiten que
un electroducto de vuelta, se ramifique, etc.,
permitiendo que el electroducto vaya virtualmente a
todas partes. Se utilizan también herrajes para terminar
un tramo de electroducto.
Barras Bus
Fabricadas de cobre o aluminio, estas barras son los
conductores reales de energía eléctrica en un segmento
de electroducto.
Conectores de Bus
Dispositivo utilizado para conectar cargas al
electroducto.
Interruptor de
Circuito
Un dispositivo eléctrico de seguridad. Cuando la
corriente que pasa a través del interruptor de circuito
rebasa un cierto amperaje, el interruptor dispara,
abriendo el circuito.
Soporte
Un dispositivo utilizado para montar un colgador en un
techo, pared o bien otra superficie. El cliente debe
suministrar los soportes para la instalación del
electroducto.
Elemento
La parte de un fusible que se derrite para romper el
circuito. Típicamente es una tira delgada de metal.
Electroducto
Alimentador
Un tipo de electroducto utilizado para alimentar energía
eléctrica a un punto distante.
Fusible
Un dispositivo eléctrico de seguridad. Cuando la
corriente que pasa a través del fusible rebasa un cierto
amperaje, el elemento se derrite, abriendo el circuito.
Interruptor de Fusible Un interruptor con un fusible integrado.
Colgador
Un dispositivo utilizado para soportar el peso del
electroducto, manteniéndolo recto. El tipo de colgado
requerido es determinado por los requerimientos
específicos de montaje del ducto.
Sobrecorriente (o
Sobrecarga)
Una condición en la cual la corriente rebasa la carga
normal tomada. Una sobrecorriente constante puede
causar daños.
Electroducto de Tipo Un tipo de electroducto que tiene varias salidas
de Enchufe
cercanas. Conectores de bus se instalan en estas
salidas. Este tipo de electroducto es más costoso que el
electroducto de tipo alimentador.
Acometida
El punto en el cual la energía eléctrica ingresa a un
edificio.
Conector Especial
Un conector de bus para propósito especial, por
ejemplo un interruptor Optim o una unidad TVSS.
Placas de Empalme
Dispositivo para unir dos secciones de electroducto.
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Electroducto
Respuestas del
Repaso
1. flexibilidad
2. La respuesta debe decir básicamente “Un electroducto lleva una tensión alta.
El personal debe ser protegido contra la posibilidad de choque”.
3. codo, T, cruz
4. alimentador, de enchufe
5. interruptor de fusible, interruptor de circuito
6. Lista de materiales:
Electroducto alimentador 70 pies
x $20/pie
=
$1400
Electroducto de tipo de
enchufe
90 pies
x $22/pie
=
$1980
Codos
4
x $120 cada uno =
$480
Tees
2
x $140 cada una =
$280
Cruces
0
x $160 cada una =
$0
Bridas de Switchboard
1
x $130 cada una =
$130
Cajas de Derivación de
Cable de Extremo
1
x $150 cada una =
$150
Tapones de Extremo
2
x $20 cada uno
$40
Interruptor de 50
amperes de enchufe
10
x $100 cada uno =
$1000
Interruptor de 100
amperes de enchufe
3
x $125 cada uno =
$375
TOTAL GENERAL
=
$5835
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