1. 1
SUBMÓDULO 2 DEL MÓDULO IV
ESPECIALIDAD DE ELCTRICIDAD
Nombre del alumno: ____________________________________________________________
Grupo: ______________ equipo: _______________________ N° de lista: _________________
DOCENTE: _________________________________________________________________________
2. 2
“TE DESEO ÉXITO EN TU PROYECTO DE VIDA, PERO RECUERDA QUE GRAN
PORCENTAJE, ESTA EN FUNCIÓN DE QUERER, PODER Y HACER”
ING. PEDRO JOSÉ MENA HERNÁNDEZ.
3. 3
Misión
La especialidad de Técnico de Electricidad es una carrera que se imparte en el Nivel
Medio Superior del CBTis N° 213, acreditada y reconocida por su calidad y actualización
en su plan y programas de estudios así como de la planta docente que los imparte,
creada para contribuir al desarrollo de la actividad industrial y de servicios del país
generando fuentes de empleo y divisas dentro de los sectores público y privado en el
ámbito de las instalaciones y el mantenimiento eléctrico. Para lograrlo, forma alumnos
técnicos con la calidad y competitividad para insertarse en el campo laboral.
Visión
Ser la carrera líder en la formación de técnicos en instalaciones y mantenimiento eléctrico, en
el Nivel Medio Superior, debiendo permanecer a la vanguardia con un plan de estudios
sistemáticamente actualizado, con equipo e infraestructura de punta, así mismo, con personal
académico capacitado y de alta preparación; todo esto para garantizar una presencia
competitiva en el ámbito laboral de la instalación y mantenimiento de los sistemas eléctricos.
Perfil de Ingreso
Los estudiantes que ingresen al CBTis N° 213, en el submodulo 2 deberán contar con
los conocimientos y habilidades básicas, del nivel previo, que garanticen un adecuado
desempeño en el nivel al que solicita su ingreso.
Los requisitos académicos son: haber concluido el segundo semestre del bachillerato
bivalente del IPN, no adeudando más de 2 unidades de aprendizaje, haber realizado los
trámites correspondientes de reinscripción al quinto semestre y haber elegido la
especialidad de Técnico en Instalaciones y Mantenimiento Eléctrico.
HABILIDADES
Pensamiento crítico y analítico
Razonamiento lógico
Habilidad en el manejo administrativo
Aplicación de la creatividad en todas las acciones
Manejo del equipo de cómputo
Manejo correcto de la expresión oral y escrita
4. 4
HABILIDADES Demostrar una actitud de servicio
Poseer valores éticos y cívicos
Disposición para el trabajo
Presentación personal adecuada
Trabajo en equipo y colaborativo
Perfil de Egreso
El egresado de la carrera Técnico en Electricidad, en el SUBMÓDULO 2 Realiza mantenimiento a las
instalaciones eléctricas residenciales, comerciales e industrials ,que corresponde al MÓDULO IV,
MANTIENE LOS SISTEMAS DE ILUMINACIÓN Y DE ENERGÍA RENOVABLE, contará con una sólida
formación integral, con conocimientos generales científicos, tecnológicos y humanísticos. Competente
en el manejo de manuales del sector eléctrico, domina el inglés técnico, interpreta dibujos y diagramas,
de igual forma aplica el mantenimiento preventivo, desarrolla la función de reparación y el manejo de
software, así como la aplicación de técnicas de calidad en cada etapa de las tareas encomendadas.
Capaz de diagnosticar y corregir fallas en el sistema eléctrico y electrónico.
COMPETENCIAS GENÉRICAS
Se auto determina y cuida de sí
Se expresa y se comunica
Piensa crítica y reflexivamente
Aprende de forma autónoma
Trabaja en forma colaborativa
Participa con responsabilidad en la sociedad
COMPETENCIAS PROFESIONALES
El egresado de Técnico en Electricidad es un profesional integro, digno y honorable que responderá
a los compromisos que su puesto de trabajo demande. Es un profesional que por los singulares
conocimientos, habilidades y pericias en las áreas de electricidad unidas al dominio de métodos y
herramientas de análisis estará habilitado para utilizar en forma eficiente y efectiva las tecnologías
eléctricas en la solución de los problemas que los sectores productivo y social exijan.
Al concluir el Plan de estudios el egresado será capaz de demostrar las siguientes competencias:
Desarrolla e interpreta planos y diagramas.
Valida la operación de las instalaciones y sistemas eléctricos, mediante el uso de instrumentos
de medición de magnitudes eléctricas.
Ejecuta instalaciones eléctricas residenciales, comerciales e industriales, aplicando los
procedimientos técnicos, herramientas y equipos requeridos.
Opera elementos de control de sistemas y equipos eléctricos, empleando circuitos analógicos y
digitales.
Aplica sistemas electrónicos de potencia, considerando sus características y requerimientos
técnicos.
Opera circuitos de control de máquinas eléctricas, considerando sus principios de
funcionamiento.
7. 7
ANALISIS DE CIRCUITOS DE CORRIENTE ALTERNA.
Aunque no tengamos receptores puros R, L o C, para su estudio es mejor
estudiar el receptor con sus componentes R, L o C puros por En realidad no hay
ningún receptor R, L o C puro, ya que por ejemplo la bobina, al ser un conductor
tendrá una resistencia, y por lo tanto, también tendrá un componente resistivo,
por lo que realmente será un receptor RL, aunque para su estudio lo
consideramos un receptor ideal inductivo o L.
Un motor eléctrico tiene un bobinado con componente L, pero también esta
bobina o bobinado, por ser un cable, tiene una parte resistiva, por lo tanto será
un receptor RL. Incluso el motor también tiene una parte capacitiva, por lo que
realmente será un receptor RLC. Aunque no tengamos receptores puros R, L o
C, para su estudio es mejor estudiar el receptor con sus componentes R, L o C
puros por separado. Por ejemplo un ejercicio de una bobina conectada en c.a.
se resuelve calculando por un lado su parte resistiva pura (R) y por otro lado su
parte inductiva pura (L) como si fueran 2 receptores puros, uno R y otro L
diferentes, aunque realmente sea solo uno. En el caso de un motor sería como
3 receptores, aunque el motor solo sea uno.
Por este motivo es importante saber resolver los circuitos eléctricos en corriente
alterna en función del tipo de receptor puro que tengamos por separado. Si
tuviéramos receptores puros, tendríamos 3 tipos de circuitos, dependiendo el
receptor.
Circuitos R, solo resistencia.
Circuitos L, solo bobina.
Circuito C, solo condensador.
Aunque como ya vimos los circuitos reales serian RL, RC o RLC.
Primero estudiaremos como serían estos 3 circuitos puros por separado y
luego veremos cómo serían los circuitos RL, RC y RLC reales.
Consideraciones Previas
Antes de empezar a ver como son y cómo se resuelven los circuitos en
corriente alterna, es necesario tener claro unos conceptos previos que aquí
vamos a ver.
Si no estás familiarizado con la diferencia entre c.a. y c.c lo mejor es que antes
veas este enlace: Corriente Continua y Alterna, en el que verás la diferencia
entre una y otra.
Además también puedes ver la generación de la corriente alterna mediante
alternadores en: Generadores Eléctricos.
8. 8
Imaginando que ya conoces la c.a., lo primero que hay que tener en cuenta es
que en c.a. las ondas de las tensiones y las intensidades son ondas senoidales
y están desfasadas, es decir cuando empieza la onda de la tensión, la onda de
la intensidad empieza más tarde o más temprano (excepto en los resistivos que
están en fase, como luego veremos).
Si te fijas en la gráfica que sigue la onda de la tensión está adelantada 30º
respecto a la onda de la intensidad (empieza antes la onda). Esto es lo que
hace a los circuitos en alterna diferentes a los de corriente continua (c.c.).
Es por esto que las tensiones, intensidades, etc. deben de tratarse como
vectores, en lugar de números enteros.
Este ángulo de desfase se llama ρ (fi) y el cose ρ se conoce como factor de
potencia (más adelante lo veremos).
Los valores instantáneos que desarrolla una función senoidal, como la de las
ondas de corriente alterna, coinciden con los valores del cateto vertical del
triángulo que describe un vector giratorio,
Si te fijas en la gráfica de arriba la onda de la tensión está adelantada 30º
respecto a la onda de la intensidad (empieza antes la onda). Esto es lo que
hace a los circuitos en alterna diferentes a los de corriente continua (c.c.).
Es por esto que las tensiones, intensidades, etc. deben de tratarse como
vectores, en lugar de números enteros.
Este ángulo de desfase se llama ρ (fi) y el cose ρ se conoce como factor de
potencia (mas adelante lo veremos).
Los valores instantáneos que desarrolla una función senoidal, como la de las
ondas de corriente alterna, coinciden con los valores del cateto vertical del
triángulo que describe un vector giratorio,
9. 9
que llamamos fasor, con lo que se deduce que una magnitud senoidal en un
instante cualquiera se puede representar mediante un fasor equivalente. Fíjate
en la siguiente imagen:
Ahora imagina que paramos la onda en un instante determinado y queremos
calcular el valor de la onda en ese instante, lo que se llama valor instantáneo o v
(v minúscula):
El valor en ese instante será un vector que tendrá un valor (módulo del vector)
determinado por v = Vm x seno ρ; y cuyo ángulo será ρ.
Si la onda de la tensión y la intensidad en corriente alterna son senoidales
podemos representarlas mediante su vector giratorio, llamado "fasor". Estos
vectores nos permiten hacer los calculos en los circuitos de corriente alterna,
aunque en realidad son ondas senoidales.
Imagina que la tensión es una onda senoidal y la intensidad otra onda senoidal
desfasada (retrasada) 30º respecto a la onda de la tensión (el ejemplo de más
arriba).
Representamos las dos ondas con 2 fasores, el fasor de la tensión un instante
determinado cuando la tensión está en el ángulo ρ = 0º (para t = 0), entonces el
10. 10
fasor de la intensidad en ese instante estará 30º
retrasada.
Siempre tomamos un fasor en el ángulo 0º y los demás con su ángulo de
desfase en ese momento.
Vamos a expresar la ecuación v = Vm x seno ρ; en lugar de ponerla con el
ángulo ρ, en función de la velocidad angular w.
La velocidad angular, poniendo el ángulo recorrido (espacio) en radianes, será:
w = espacio/tiempo; cuando la onda ha recorrido una vuelta completa
tendremos que el espacio recorrido será de 2∏ radianes, y el tiempo que ha
tardada en dar una vuelta es lo que llamamos el periodo = T.; por lo que:
w = espacio/tiempo = 2∏ radianes/T; como el perido es la inversa de la
frecuencia T = 1/f, tenemos que:
w = 2∏f. Unidad en radianes/segundo.
Si queremos saber el ángulo recorrido por la onda en función de w, será el
espacio en la fórmula anterior, o lo que es lo mismo:
espacio = ρ = tiempo x w = wt.
Según esto la fórmula del valor instantáneo de una onda senoidal será:
v = V x seno ρ = Vo x seno wt; donde Vo es el valor máximo, la mayoría de las
veces se expresa con Vo en lugar de Vm.
Si otra onda, con igual valor máximo, está retrasada o adelantada un ángulo Φ,
entonces la v será:
v = V x seno ρ + Φ = Vo x seno (wt + Φ)
En todos los circuito la tensión o intensidad en un punto determinado en el
tiempo (tensión instantánea intensidad instantánea) es:
v = Vo x sen wt
i = Io x sen wt
Fíjate que aquí las tensiones y las intensidades en un tiempo determinado (en
un instante concreto) se ponen en minúsculas. Siendo w la velocidad angular y
Vo e Io la tensión máxima e Intensidad máxima (valores en la cresta de la onda);
v e i son los valores instantáneas de la tensión y de la intensidad y t es el tiempo
concreto en el que queremos medir el valor de la v o la i.
La velocidad angular, w, se calcula de la siguiente forma:
w = 2∏f (2 por pi por frecuencia de la onda); w se mide en radianes/segundo
(ra/se);
w es la velocidad de la onda, pero como es senoidal, es velocidad angular.
También se puede llamar frecuencia angular. Para saber más sobre la
11. 11
velocidad y frecuencia angular visita el siguiente enlace:Desplazamiento
Angular.
Dado que el valor más representativo de una magnitud eléctrica senoidal es su
valor eficaz (V), recordamos que V = Vmax / √2. Como en la ecuación de una
onda tenemos el valor máximo, si queremos calcular el valor eficaz sería:
Vmax = Vo = Veficaz x √2
Recordamos también que es España y Europa la frecuencia de las ondas en
c.a. es siempre fija y es de 50Hz (hertzios). Esto quiere decir que la onda de la
tensión o de la intensidad recorren (dibujan) un ciclo de la onda completo 50
veces en un segundo.
Los valores eficaces de la tensión y de la intensidad son los más utilizados, y
son los que se cogen como referencia normalmente. Son valores fijos que son
una media de todos los valores que puede tener la onda. Por ejemplo, la tensión
en las viviendas se dice que es de 220V, pero ya sabemos que esta tensión al
ser alterna será variable con el tiempo y no fija, pero los 220V sería la tensión
eficaz (media de todos los valores de las tensiones en la onda). Es absurdo
utilizar valores instantáneos en la vida real, por eso los eficaces son los más
importantes realmente. Los valores eficaces además de ser una media,
eléctricamente se definen como:
Valor eficaz es el valor que debería tener en corriente continua para que
produjera el mismo efecto sobre un receptor en corriente alterna.
Exactamente el valor eficaz de la intensidad es I = Io / √2 (en monofásica, en
trifásica es dividido entre raiz de 3)
La tensión eficaz, según la ley de ohm, es V = I/Z ; intensidad eficaz partido por
la impedancia (luego hablaremos de ella)
Ahora que ya tenemos claro estos conceptos previos, comenzamos analizar
los diferentes circuitos en corriente alterna.
Las potencias en alterna son 3 diferentes.
Potencia Activa Pa = V x I cose ρ ; esta es la única que da trabajo útil, la
realmente transformada. Se mide en Vatios (w). Es la tensión eficaz, por la
intensidad eficaz, por el coseno del ángulo que forman.
Potencia Reactiva S = V x I seno ρ ; esta es como si fuera una potencia perdida,
cuanto menor sea mejor. Se mide en voltio
amperios reactivos (VAR)
amperios reactivos (VAR)
Potencia Aparente Q = V x I ; se mide en voltio amperios (VA).
En cuanto a las potencias en alterna no estudiaremos más ya que si quieres
ampliar vete a este enlace: Potencia Eléctrica, donde se explican más
detalladamente.
Impedancia en Corriente Alterna
La oposición a la corriente en corriente alterna se llama Impedancia. Por
ejemplo en un circuito puramente resistivo la impedacia (Z) es su resistencia R,
pero en un circuito inductivo puro (bobina) la oposición que ejerce la bobina a
que pase la corriente por ella se llama reactancia inductiva (Xl) y en uno
capacitivo (condensador) se llama reactancia capacitiva (Xc). Estos valores
dependen de un coeficiente de autoinducción llamado L, en el caso de las
bobinas y de la capacidad (C) en el caso de los condensadores:
R = resistencia en circuitos resistivos puros.
XL = L x w = reactancia inductiva. Se mide en ohmios. L se mide en Henrios y
es el coeficiente de autoinducción de la bobina.
12. 12
Xc = 1/(C x w) = reactancia capacitiva. Se mide en ohmios. C es la capacidad
del condensador y se mide en Faradios.
w es la velocidad angular vista anteriormente.
Cuando tenemos un circuito mixto, RL, RC o RLC, la oposición al paso de la
corriente vendrá determinada por la suma vectorial de estos 3 valores, y se le
llama impedancia (Z). Luego veremos para cada caso su valor, pero de forma
general, y según la ley de ohm:
Z = V / I = impedancia. Se mide en ohmios.
CIRCUITOS R
Solo están compuesto con elementos resistivos puros. En este caso la V y la I
(tensión e intensidad) están en fase, o lo que es lo mismo, las ondas empiezan y
acaban a la vez en el tiempo. Por estar en fase se tratan igual que en corriente
continua. Esto en c.a. solo pasa en circuitos puramente resistivos (solo
resistencias puras).
En receptores resistivos puros la impedancia es R. Luego veremos mejor que es
realmente la impedancia. Si te fijas lo único que hacemos es aplicar la Ley de
Ohm.
13. 13
V = I x R.
La potencia será P = V x I. ( el cos 0º = 1), solo hay potencia activa y se llama
igualmente P. Recuerda que en este caso el ángulo de desfase es 0 grados, ya
que están en fase las dos ondas.
Las tensiones e intensidades instantáneas serán:
v = Vo x seno wt
i = Io x sen wt
CIRCUITOS L
Son los circuitos que solo tienen componente inductivo (bobinas puras). En
este caso la V y la I están desfasadas 90º positivos. En estos circuitos en lugar
de R tenemos Xl, impedancia inductiva. La Xl es algo así como la resistencia de
la parte inductiva. Para calcularla es importante un valor llamado inductancia (L)
que solo poseen las bobinas puras. L será la inductancia y se mide en henrios,
al multiplicarla por w (frecuencia angular) nos dará la impedancia inductiva.
Si consideramos la XL como la resistencia (resistencia inductiva), aplicando la
Ley de Ohm generalizada, los valores eficaces son:
I = V/wL e I= V/Xl siendo Xl = w x L.
El valor de la tensión en cualquier momento (instantánea) sería:
v = Vo x sen wt ; donde Vo es el valor máximo de la tensión, w frecuencia
angular y t el tiempo.
Para la intensidad instantánea recuerda que la I está retrasada 90º respecto a
la tensión. Si wt es el ángulo para la tensión, como la intensidad está retrasada
90º respecto a la tensión, tenemos que la intensidad instantánea será:
i = Io x seno (wt - 90º)
CIRCUITOS C
14. 14
Este tipo de circuitos son los que solo tienen componentes capacitivos
(condensadores puros). En este caso la V y la I están desfasadas 90º negativos
(la V está retrasada en lugar de adelantada con respecto a la I). La Xc será la
impedancia capacitiva, algo parecido a la resistencia de la parte capacitiva.
Los valores eficaces, considerando la resistencia Xc (resistencia capacitiva) y
aplicando la ley de ohm generalizada son:
I = V/Xc e I = V/Xc; siendo Xc = 1/wC.
El valor de la tensión en cualquier momento sería:
v = Vo x sen wt ; donde Vo es el valor inicial de la tensión, w frecuencia
angular y t el tiempo.
Igualmente la intensidad:
i = Io x seno (wt + 90º), recuerda que la I está adelantada 90º.
Si quieres saber todo sobre los condensadores te recomendamos este enlace:
Condensador.
Ahora que ya sabemos como se resuelven los circuitos de corriente alterna con
receptores puros, veamos como se resuelven cuando son una mezcla de varios
puros. En este caso tenemos varias posibilidades, RL, RC y RLC.
16. 16
CIRCUITO RL EN
SERIE
Por ser un circuito en serie, la intensidades por los 2 receptores serán las
mismas, y las tensiones serán la suma de las 2 tensiónes, pero OJO, suma
vectorial.
si consideramos que la intensidad está en ángulo 0, la tensión de la resistencia
estará en fase, pero la de la bobina estará adelantada 90º respecto a la
17. 17
intensidad del circuito y por lo tanto 90º adelantada respecto a la tensión de la
resistencia también.
Podriamos dibujar las 3 tensiones en lo que se llama el triángulo de tensiones:
De este triángulo podemos deducir muchas fórmulas, solo tenemos que aplicar
trigonometría.
Si ahora dividimos todos los vectores del triángulo entre la intensidad, nos
queda un triángulo semejante pero más pequeño, que será el llamado triángulo
de impedancias.
Por trigonometría podemos deducir varias fórmulas de este triángulo, como
puedes ver en la imagen.
¿Que pasáría si en el triángulo de tensiones multiplicamos todas las tensiones
por la intensidad? Pues que tendríamos el llamado triángulo de potencias, un
triángulo semejante al de tensiones pero con valores mayores de los vectores.
18. 18
De este triángulo, igual que con los demás, podemos deducir varias fórmulas
por trigonometría.
Veamos un ejercicio sencillo y muy típico de un motor de corriente alterna:
En la parte de abajo tienes un enlace a una página con muchos más
ejercicios resueltos de corriente alterna.
El circuito RL tiene un componente resistivo y otro inductivo (R y L). Podemos
trabajar con números complejos para resolver estos circuitos, o con los
triángulos que hemos visto hasta ahora por trigonometría.
19. 19
Veamos cómo sería si la impedancia la trataramos como un número complejo.
Como en el componente resistivo la i y la v están Xc en fase, el ángulo de
desfase depende de la cantidad de componente inductivo que tenga.
Z = R + Xlj , como Xl= w x L (frecuencia angular por inductancia) podemos
decir también Z = R + (w x L) j
¿No sabes lo que es un número complejo? No te preocupes, es muy fácil
aprender a trabajar con ellos, y para estos circuitos nos facilita mucho el trabajo.
Un número complejo (Z) en los circuitos eléctricos, lo utilizamos para
representar con el llamado triángulo de impedancias:
Z = R + Xj; fíjate que a la parte X del número complejo (representada en el
triángulo como un cateto) se le pone un j para representar el número complejo.
Ya está, así de fácil es un número complejo, lo que realmente representa un
número complejo es un triángulo (hipotenusa y sus dos catetos). Sigamos con
nuestro circuito.
En los circuitos de corriente alterna el número complejo representa la
impedancia del circuito (hipotenusa, Z), la resistencia de la parte resistiva pura
(cateto R) y la diferencia (resta vectorial) entre la impedancia inductiva y la
capacitiva (X = Xl - Xc), esta última con la letra j. A la X se le llama Reactancia.
En los circuitos RL no tenemos Xc, por lo que X sería igual a Xl, si tuviéramos
Xc (parte capacitiva), X sería (Xl-Xc) una resta de los dos vectores, como en
nuestro caso no tenemos Xc, entonces X = Xl.
Según este triángulo podemos convertir el número complejo en número natural
con la siguiente fórmula (por Pitágoras):
Z2 = R2 + Xl2 Podríamos despejar Z para calcularla.
La intensidad sería I = V / Z, que en instantánea quedaría:
i = (Vo x seno wt) / (R + wLj) en complejo. Podemos convertirlo en eficaz
sustituyendo la Z por la raíz cuadrada de (R + wL).
Los valores eficaces serían V = I /Z o I = V/Z.
CIRCUITO RC
Este es igual solo que ahora tenemos Xc en lugar de Xl. Recuerda que Xc=
1/wC. La intensidad será la misma en el circuito por estar los dos componentes
en serie, pero la tensión será la suma. La diferencia con el anterior es que la
tensión del condensador estará retrasada 90º con respecto a la intensidad, no
adelantada como con la bobina. Tendremos los mismos triángulo, pero boca
abajo.
Además, si trabajamos con números complejos tenemos: Xc = 1/(wCj) y por lo
tanto Z = R + 1/(wCj) en número complejo. Pero si hacemos el triángulo de
impedancias en este caso la Z en número natural sería:
Z2 = R2 + (1/(wC))2
Ves que es igual pero sustituyendo Xl por Xc que es 1/wC, en lugar de Xl que es
wL.
20. 20
Ahora vamos analizar los circuitos RLC que son los más interesantes:
CIRCUITOS RLC
Son los circuitos más reales. Fíjate que si te acostumbras hacer todo con los
triángulos de impedancias, de tensiones y de potencias es mucho más
fácil.
23. 23
CIRCUITOS CONECTADOS EN PARALELO.
En las instalaciones eléctricas, tanto domésticas como industriales o
comerciales, los distintos receptores se conectan todos a la misma tensión, o lo
que es lo mismo en conexión paralelo.
Veamos las características de los circuitos y receptores conectados en
paralelo.
Conexión Paralelo en Alterna.
Podemos ver
más abajo dos
formas
diferentes de
representar
circuitos en
paralelo, como
puedes ver a
continuación.
Los receptores
1,2,3... pueden
ser una resistencia pura (resistivo), una bobina pura (inductivo) o un condesador
(capacitivo) o una mezcla de los 3 receptores.
- En los circuitos en paralelo las tensiones de todos los receptores (o ramas) son
la misma. Imaginemos que en cada rama tenemos solo un receptor, entonces:
- V1 = V2 = V3....
- La intensidad en paralelo es la suma de las intensidades en cada rama, pero
OJO, al ser en corriente alterna, será la suma vectorial, ya que la intensidad que
atraviesa una resistencia está en fase con la tensión, pero la intensidad que
atraviesa una bobina está retrasada 90º y la que atraviesa un condensador
adelantada 90º respecto a la tensión (como vimos en circuitos en serie).
Si ponemos todas las tensiones en ángulo 0º, ya que son las mismas en
paralelo (VR = VL = VC = Vt = V) y ahora colocamos las intensidades, nos
quedaría la intensidad de una resistencia en ángulo 0, la de la bobina retrasada
90º respecto a la intensidad de la resistencia y la intensidad del condensador
adelantada 90º respecto a la de la resistencia. Si lo comparas con las tensiones
en serie es justo al contrario.
It = I1 + I2 + I3....Pero OJO ¡¡¡SUMA VECTORIAL DE LAS
INTENSIDADES!!!. El ángulo de desfase de cada intensidad respecto a la
tensión, dependerá del tipo de receptor que sea, como ya vimos en serie.
- Los circuitos en paralelo tienen el triángulo de intensidades, los de serie el de
24. 24
tensiones.
En serie tenemos el triángulo de impedancias, OJO en paralelo NO. En paralelo
es muy frecuente trabajar con una nueva magnitud llamada admitancia Y, que
es la inversa de la impedancia Y = 1/Z (se mide en Siemens). En paralelo si que
tenemos el triángulo de Admitancias (similar al de impedancias en serie). Una
vez tenemos la admitancia total podemos obtener la impedancia total, ya que es
su inversa.
25. 25
Si Z = V/I la admitancia es 1/Z = Y = I1 /V = I1/V + I2/V + I3/V +.... = (I1 + I2 + I3
+...) / V
De todas formas la impedancia de una resistencia sigue siendo el valor de la
resistencia, el de una bobina pura es XL y el de un condensador puro es Xc
(como vimos en serie). Todas se miden en ohmios (Ω).
XL = w x L; donde L es el coeficiente de autoinducción medido en Henrios (H) y
w = velocidad angular (de la onda de la tensión o intensidad).
Xc = 1 / (w x C); donde C es la capacidad del condensador en faradios.
la velocidad angular (radianes partido por segundo), podemos calcular con la
frecuencia de la onda.
w = 2 x pi x f; donde f= frecuencia, y por ejemplo en europa es de 50 hertzios
(Hz).
Fíjate los triángulos de impedancias en serie, comparado con los triángulo de
admitancias en paralelo para R,L y C.
26. 26
Al ser la tensión eficaz la misma en cada receptor y una vez que sabemos la
impedancia de cada uno, podemos calcular el valor eficaz de la intensidad en
cada rama o receptor mediante la ley de ohm.
I1 = V / Z1; I2 = V / Z2; I3 = V/Z3..... Cada una de estas intensidades tiene un
ángulo con respecto a la tensión, que viene determinado por el tipo de receptor,
por eso OJO, la intensidad total será la suma vectorial de las intensidades en
cada receptor.
Pero veamos todo esto con ejemplos concretos que lo entenderemos mejor.
27. 27
Circuito RL en Paralelo y Corriente Alterna
En estos casos podemos obtener el triángulo de intensidades sabiendo que la
intensidad de la resistencia pura está en fase con la tensión, y la intensidad de
la bobina retrasada 90º respecto a la tensión. De ese triángulo obtenemos las
fórmulas que ves arriba por trigonometría. Veamos un ejemplo concreto:
Imagina que conectamos una resistencia de 38,3 ohmios en paralelo con una
bobina ideal de Xl = 28,75 ohmios a una fuente de tensión en corriente alterna
de 230V de tensión eficaz.
- El receptor de la resistencia pura su impedancia será solo resistiva: Z1 = R =
38,3Ω.
Podemos calcular la intensidad de la resistencia con la ley de ohm: I1 = V /Z1 =
230/38,3 = 6A
La intensidad estará en fase con la tensión por ser resistivo puro, es decir el
ángulo de desfase de la de tensión y la I1 será 0º.
- El receptor de la bobina pura su impedancia será solo inductiva (XL =
reactancia inductiva) Z2 = Xl = 28,75Ω.
Recuerda que XL = w x L; donde L es la inductáncia medida en henrios.
Podemos calcular la intensidad por la bobina con la ley de ohm: I2 = V / Z2 =
230/28,75= 8A
La intensidad estará retrasada 90º con respecto a la tensión por ser inductivo
puro (bobina), es decir el ángulo de desfase de la de tensión y la I2 será -90º.
Si dibujamos el triángulo de intensidades, podemos calcular la intensidad total
y el ángulo de desfase total por trigonometria:
28. 28
Fíjate que la suma de los valores eficaces de las intensidades serían 14A, pero
realmente el valor de la intensidad total es de 10A.
Ya tenemos calculado todas las Z, las I y las V. Problema resuelto.
Circuito RC Paralelo
En este caso la intensidad por el condensador estará adelantada 90º respecto a
la tensión.
Recuerda Xc = 1/Cw; donde C es la capacidad del condensador medida en
faradios.
Imagina que R tiene un valor de 30Ω y que el condensador tiene una Xc = 40Ω.
La fuente de alimentación en alterna es de 120V. Calculemos:
VR = VL = Vt = 120V
IR = VL/R = 120/30 = 4A
Ic = Vc/Xc = 120/40 = 3A; Xc = reactancia capacitiva.
It = Raiz cuadrada de 4 al cuadrado + 3 al cuadrado= 5 Amperios
Z = V/It = 120/5 = 24Ω
Ya tenemos todas las V, las I y las Z. Problema resuelto.
Circuito RLC en Paralelo
En estos casos el triángulo de intensidades, para calcular la intensidad total,
será la suma de las 3 intensidades (Resistiva, Inductiva y Capacitiva). Además
es mejor trabajar con las admitancias (Y) y luego calcular la impedancia total
(Z).
29. 29
Imagina que R tiene un valor de 30Ω y que el condensador tiene una Xc = 40Ω.
La fuente de alimentación en alterna es de 120V. Calculemos:
VR = VL = Vt = 120V
IR = VL/R = 120/30 = 4A
Ic = Vc/Xc = 120/40 = 3A; Xc = reactancia capacitiva.
It = Raiz cuadrada de 4 al cuadrado + 3 al cuadrado= 5 Amperios
Z = V/It = 120/5 = 24Ω
Ya tenemos todas las V, las I y las Z. Problema resuelto.
Circuito RLC en Paralelo
En estos casos el triángulo de intensidadesm, para calcular la intensidad total,
será la suma de las 3 intensidades (Resistiva, Inductiva y Capacitiva). Además
es mejor trabajar con las admitancias (Y) y luego calcular la impedancia total
(Z).
32. 32
Este tipo de ejercicio, al igual que los de serie se pueden resolvar por números
complejos.
33. 33
Circuito Mixtos en Corriente Alterna
Llamaremos circuitos mixtos en corriente alterna a los circuitos que tienen dos o
más ramales en paralelo, cada uno de los cuales, a su vez, es un circuito en
serie de dos o tres de los elementos posibles. La resolución de este tipo de
circuitos se hace resolviendo primero cada ramal por separado (serie), dejando
una sola impedancia en cada ramal. Ahora que solo tenemos un receptor
(impedancia) en cada rama, resolvemos las ramas en paralelo. Veamos un
ejercicio típico mixto en corriente alterna.
34. 34
ACTIVIDAD 1.- SOLUCION DE CIRCUITOS RLC SERIE, PARALELO Y
MIXTOS.
1.- RESOLVER EL SIGUIENTE CIRCUITO.
Un circuito serie RL, está formado por una resistencia de 8 ohms en serie con
una autoinducción de valor 19.1 mH. El conjunto esta esta alimentado por una
por una tensión de V= 311.112 Sen 314 t.
Calcular :
1.- Valor de la impedancia del circuito (modulo y argumento). Triángulo de
impedancias.
2.- Valor instantáneo de la corriente que atraviesa el circuito, y su fase respecto
de V.
3.- Valor eficaz de la corriente.
4.- Valores eficaces de tensión en extremos de R y L, triangulo de tensiones.
5.- Factor de potencia del circuito.
6.- Potencia activa, aparente y reactiva del circuito. Triangulo de potencias.
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2.- RESOLVER EL SIGUIENTE CIRCUITO.
Un circuito serie RC está formado por una resistencia de 30 ohmsy un
condensador de 485.5 microfaradios. El conjunto esta alimentado por una
tensión de 120 volts a 50 Hz. calcular :
1.- valor de la impedancia del circuito.
2.- Valor instantáneo y eficaz de la corriente que atraviesa el circuito, y su fase
con respecto a V.
3.- Valores eficaces de tensión en extremos de R, L y C. Triangulo de tensiones.
4.- Factor de potencia.
5.- Potencias de circuito. Triangulo de potencias.
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3.- RESOLVER EL SIGUIENTE CIRCUITO.
Un circuito serie RLC está formado por una resistencia de 8 ohms, un
condensador de 485.5 microfaradios y una bobina de 40 mili henrios. El
conjunto esta alimentado por una tensión de 220 volts a 50 Hz. calcular :
1.- valor de la impedancia del circuito.
2.- Valor instantáneo y eficaz de la corriente que atraviesa el circuito, y su fase
con respecto a V.
3.- Valores eficaces de tensión en extremos de R, L y C. Triangulo de tensiones.
4.- Factor de potencia.
5.- Potencias de circuito. Triangulo de potencias.
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4.- RESOLVER EL SIGUIENTE CIRCUITO.
Un circuito paralelo RL está formado por una resistencia de 80 ohms, en
paralelo con una bobina de 40 mili henrios. El conjunto esta alimentado por una
tensión de 220 volts a 50 Hz. calcular :
1.- valor de la impedancia del circuito.
2.- Valor instantáneo y eficaz de la corriente que atraviesa el circuito, y su fase
con respecto a V.
3.- Valores eficaces de tensión en extremos de R, L y C. Triangulo de tensiones.
4.- Factor de potencia.
5.- Potencias de circuito. Triangulo de potencias.
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5.- RESOLVER EL SIGUIENTE CIRCUITO.
Un circuito paralelo RC está formado por una resistencia de70 ohms, en
paralelo con un capacitor de 25 micrfaradios. El conjunto esta alimentado por
una tensión de 127 volts a 60 Hz. calcular :
1.- valor de la impedancia del circuito.
2.- Valor instantáneo y eficaz de la corriente que atraviesa el circuito, y su fase
con respecto a V.
3.- Valores eficaces de tensión en extremos de R, L y C. Triangulo de tensiones.
4.- Factor de potencia.
5.- Potencias de circuito. Triangulo de potencias.
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6.- RESOLVER EL SIGUIENTE CIRCUITO.
Un circuito paralelo RLC está formado por una resistencia de 100 ohms, un
condensador de 25 microfaradios y una bobina de 58 mili henrios. El conjunto
esta alimentado por una tensión de 120 volts a 50 Hz. calcular :
1.- valor de la impedancia del circuito.
2.- Valor instantáneo y eficaz de la corriente que atraviesa el circuito, y su fase
con respecto a V.
3.- Valores eficaces de tensión en extremos de R, L y C. Triangulo de tensiones.
4.- Factor de potencia.
5.- Potencias de circuito. Triangulo de potencias.
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7.- RESOLVER EL SIGUIENTE CIRCUITO.
Resolver el siguiente circuito mixto; calcular :
1.- valor de la impedancia del circuito.
2.- Valor instantáneo y eficaz de la corriente que atraviesa el circuito, y su fase
con respecto a V.
3.- Valores eficaces de tensión en extremos de R, L y C. Triangulo de tensiones.
4.- Factor de potencia.
5.- Potencias de circuito. Triangulo de potencias.
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1. - SIMBOLOGÍA DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA.
A continuación se muestran los símbolos más comúnmente empleados en la
representación esquemática de las instalaciones eléctricas.
45. 45
2. - INSTALACIONES ELÉCTRICAS.
2.1.- DEFINICIÓN.- Se entiende por instalación eléctrica al conjunto integrado por
canalizaciones, estructuras, conductores, accesorios y dispositivos que permiten el
suministro de energía eléctrica desde las centrales generadoras hasta el centro de
consumo, para alimentar a las máquinas y aparatos que la demanden para su
funcionamiento.
Para que una instalación eléctrica sea considerada como segura y eficiente se
requiere que los productos empleados en ella estén aprobados por las autoridades
competentes, que esté diseñada para las tensiones nominales de operación, que los
conductores y sus aislamientos cumplan con lo especificado, que se considere el uso
que se dará a la instalación y el tipo de ambiente en que se encontrará.
2.2.- OBJETIVO
Puede decirse que el objetivo fundamental de una instalación eléctrica es el de
cumplir con los requerimientos planteados durante el proyecto de la misma,
tendientes a proporcionar el servicio eficiente que satisfaga la demanda de los
aparatos que deberán ser alimentados con energía eléctrica. Para dar apoyo a lo
anteriormente citado tendrán que conjuntarse los factores siguientes:
Seguridad contra accidentes e incendios: La presencia de la energía eléctrica
significa un riesgo para el humano, así como, la de los bienes materiales.
Eficiencia y economía: Se debe conciliar lo técnico con lo económico
Accesibilidad y distribución: Es necesario ubicar adecuadamente cada parte
integrante de la instalación eléctrica, sin perder de vista la funcionabilidad y la estética.
Mantenimiento: Con el fin de que una instalación eléctrica aproveche al máximo su
vida útil, resulta indispensable considerar una labor de mantenimiento preventivo
adecuada.
2.3.- CLASIFICACIÓN
Las instalaciones eléctricas pueden clasificarse tomando como base varios criterios.
Si se consideran las etapas de generación, transformación, transmisión y distribución
tendríamos que hablar de las centrales eléctricas, de los transformadores elevadores,
de las líneas de transmisión, de las subestaciones reductoras y de las redes de
distribución. Si clasificamos a las instalaciones eléctricas en función de sus voltajes
de operación, necesariamente habría que mencionarse: alta tensión, mediana tensión
y baja tensión. En relación con la aplicación, pueden clasificarse en instalaciones
eléctricas como residenciales, comerciales e industriales.
El sistema eléctrico puede ser de tipo monofásico o trifásico, los cuales tienen su
forma de distribución y un método de reparto de los circuitos. Fase 1 Azul, Fase 2
Negro, Fase 3 Rojo, Neutro Blanco y Tierra Verde o Verde Amarillo
Monofásico
Es un sistema distribuido por dos conductores: un primer conductor de fase, que llega
directamente desde la distribuidora local y uno neutro. El conducto monofásico
alimenta únicamente aparatos de este tipo y brinda al consumidor una sola tensión
(127 v). Para proteger los equipos, este sistema puede tener tres conductores,
cuando se adiciona un conductor tierra protección
46. 46
Su distribución se realiza por medio de 4 conductores, tres de fase y uno neutro.
Entre las conducciones fase se encuentra la máxima tensión (240 v) y entre estas
fases y el neutro, está la tensión mínima (120 v); este sistema permite la utilización
indistinta del trifásico o monofásico.
En los sistemas eléctricos convencionales de corriente alterna, se tienen disponibles
tres conductores de voltaje y uno neutro; a dichos sistemas se les conoce como de 3F,
4H y de acuerdo con las necesidades de los usuarios, y se podrán tener los
siguientes arreglos típicos.
47. 47
ACTIVIDAD 3. – INSTALACIONELCTRICA Y CLASIFICACION.
DEFINIR INSTALACION ELECTRICA Y REALIZAR CUADRO SINOPTICO DE LA
CLASIFICACION DE LAS INSTALACIONES ELECTRICAS.
48. 48
ACTIVIDAD 4.- INVESTIGACION DE TRANSFORMADORES.
INVESTIGAR: CAPACIDAD, LOS VOLTAJES Y CARACTERISTICAS
ELECTRICAS DEL TRANFORMADORES PRINCIPALES (MARCA,
CONEXION ESTRELLA O DELTA, RELACION DE TRANSFORMACION,
TIPO DE ENFRIAMIENTO Y LOS VOLTAJES DE UTILIZACION Y
CALCULAR RELACION DE TRANSFORMACION POR VOLTAJES Y
CORRIENTES. :
LUGAR CARACTERISTICAS ELECTRICAS DE LOS
TRANSFORMADORES
VOLTAJES
SUBESTACION ELECTRICA DE
MINATITLAN.
MARCA:
TIPO DE ENFRIAMIENTO:
CAPACIADAD Y CONEXION:
CALCULAR RELACION E:
CALCULAR RELACION I:
VOLTAJE
PRIMARIO:
VOLTAJE
SECUNDARIO:
SUBESTACION TIENDA CHEDRAGUI
MARCA:
TIPO DE ENFRIAMIENTO:
CAPACIADAD Y CONEXION:
CALCULAR RELACION E:
CALCULAR RELACION I:
VOLTAJE
PRIMARIO:
VOLTAJE
SECUNDARIO
SUBESTACION COMPLEJO PETROQIMICO
COSOLEACAQUE
MARCA:
TIPO DE ENFRIAMIENTO:
CAPACIADAD Y CONEXION:
CALCULAR RELACION E:
CALCULAR RELACION I:
VOLTAJE
PRIMARIO:
VOLTAJE
SECUNDARIO
SUBESTACION REFINERIA LAZARO
CARDENAS DEMINATITLAN
MARCA:
TIPO DE ENFRIAMIENTO:
CAPACIADAD Y CONEXION:
CALCULAR RELACION E:
CALCULAR RELACION I:
VOLTAJE
PRIMARIO:
VOLTAJE
SECUNDARIO
SUBESTACION TIENDA HIPER SORIANA
MARCA:
TIPO DE ENFRIAMIENTO:
CAPACIADAD Y CONEXION:
CALCULAR RELACION E:
CALCULAR RELACION I:
VOLTAJE
PRIMARIO:
VOLTAJE
SECUNDARIO
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3.- ILUMINACIÓN ELÉCTRICA.
Iluminación es la conversión de cualquiera de los numerosos dispositivos que
convierten la energía eléctrica en Luz. Los tipos de dispositivos de iluminación
eléctrica utilizados con mayor frecuencia son las lámparas incandescentes, las
lámparas fluorescentes y los distintos modelos de lámparas de arco y de vapor
por descarga eléctrica.
www.aproid.net.
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ACTIVIDAD 5. – INVESTIGACION DE LAMPARAS.
1. - ¿Poque la lámpara incandescente que están formadas por un filamento de
material de elevada temperatura de fusión dentro de una ampolla de vidrio, en el
que en su interior se ha hecho el vacío, o bien llena de un gas inerte?.
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2. - Que gases inertes se utilizan y cual es la ventajas que se obtiene en el uso
de gas inerte en lugar de vacío en las lámparas incandescentes.
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3. - Menciona tres desventajas de las lamparas incandescentes por lo que estan
quedando en des- huso.
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4.- ¿Como funciona una lampara fluorescente y que funcion tiene el balastro?
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5.- Investiga ¿como funcionan laslamparas ahorradoras de energia?
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6.- Investiga ¿como funcionan las lamparas de led?
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7.- REALIZA ELDIAGRAMA DE LA INSTALACION ELECTRICA DE UNA
LAMPARA DE MERCURIO DE ALTA PRESION Y UNA DE VAPOR DE SODIO
DE ALTA PRESION.
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ACTIVIDAD 6.- INVESTIGACION DE CARACTERISTICAS ELECTRICAS DE
LAMPARAS.
INVESTIGAR LAS CARACTERISTICAS ELECTRICAS DE LAS LAMPARAS
UTILIZADAS EN UNA RESIDENCIA, UN COMERCIO Y UNA INDUSTRIA.
NOMBRE DEL
LUGAR
TIPOS DE
LAMPARA
POTENCIA,
LUMENS Y
LUXES.
VOLTAJE DE
OPERACION
DE LA
LAMPARA
CARACTERISTICA
ELECTRICA DEL
BALASTRO
RESIDENCIAL
COMERCIAL
INDUSTRIAL
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ACTIVIDAD 7.- REALIZACION DE DIAGRAMAS DE LAMPARAS.
REALIZAR DIAGRAMA Y CROQUIS DE DOS LAMPARAS DE 127 VOLTS,
CONTROLADAS DESDE DOS PUNTOS DIFERENTE CON APAGADORES DE
3 VIAS O ESCALERA PUENTEADOS Y CON CONTACTO EN CADA
APAGADOR. ALIMENTACION POR LAMPARA.
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ACTIVIDAD 8.- REALIZACION DE DIAGRAMAS DE LAMPARAS.
REALIZAR DIAGRAMA Y CROQUIS DE DOS LAMPARAS DE 127 VOLTS,
CONTROLADAS DESDE DOS PUNTOS DIFERENTE CON APAGADOR DE 3
VIAS O ESCALERA EN CORTO CIRCUITO Y CON CONTACTO EN CADA
APAGADOR. ALIMENTACION POR LAMPARA.
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5.- ACOMETIDA
Es la parte de la instalación que está entre la red de distribución pública (o
colectiva, en caso de comunidad de vecinos) y la caja general de protección de
la vivienda.
Acometida Comunitaria Acometida de una casa La acometida de una
comunidad de vecinos contiene todos los contadores, y de allí salen los
conductores de repartición a cada una de las viviendas. En cambio, la
acometida de una casa, es individual, y de ella sale solamente una línea de
repartición. Los aspectos que hay que tener en cuenta para mantener en buen
estado la acometida son:
Cable de sección suficiente Aislamientos en buen estado Empalmes
adecuados Recorrido por lugares accesibles
5.1.- CONTADOR
Los contadores de electricidad miden la energía eléctrica que se consume.
Pueden instalarse en módulos, paneles o armarios, pero siempre han de
cumplir un grado mínimo de protección.
El medidor electromecánico utiliza dos juegos de bobinas que producen campos
magnéticos; estos campos actuán sobre un disco conductor magnético en
donde se producen corrientes parásitas. La acción de las corrientes parásitas
producidas por las bobinas de corriente sobre el campo magnético de las
bobinas de voltaje y la acción de las corrientes parásitas producidas por las
bobinas de voltaje sobre el campo magnético de las bobinas de corriente dan un
resultado vectorial tal, que produce un par de giro sobre el disco. El par de giro
es proporcional a la potencia consumida por el circuito. El disco está soportado
por campos magnéticos y soportes de rubí para disminuir la fricción, un sistema
de engranes transmite el movimiento del disco a las agujas que cuentan el
número de vueltas del medidor. A mayor potencia más rápido gira el disco,
acumulando más giros conforme pasa el tiempo.
57. 57
5.2.- CLASIFIACIÓN GENERAL DE INTERRUPTORES.
En el mercado existen diversos tipos de interruptores:
• Interruptor no automático. Es aquel cuya única función es la de conectar y
desconectar cargas sin
brindar ninguna clase de protección.
• Interruptor automático. Es aquel que además de conectar y desconectar
cargas en circuitos eléctricos,
brinda cierta protección a los conductores alimentadores o a los equipos
conectados contra fallas
eléctricas, provocando la desconexión automática de ellos de la línea.
• Interruptor de cuchillas o navajas. En este tipo de interruptor se utiliza la
propiedad de algunos metales de fundirse a temperaturas relativamente bajas,
basándose en esto, la fabricación de elementos fusibles, los cuales forman
parte del interruptor de cuchillas. Estos interruptores protegen principalmente
contra fallas de cortocircuito.
• Interruptor magnético. Para la construcción de este tipo de interruptores se
aprovecha el campo magnético que se presenta alrededor de un elemento
conductor cuando por éste circula una corriente. La magnitud del campo que se
presenta es directamente proporcional a la cantidad de corriente circulante.
• Interruptortermomagnético. El funcionamiento de estos interruptores se
basa en el principio magnético visto anteriormente y en un principio térmico que
se describe a continuación: es propiedad de todos los metales dilatarse
(aumentar sus dimensiones) al incrementarse su temperatura, pero el
porcentaje en que se dilatan depende del metal de que se trate. Por ejemplo, si
tomamos dos barras de metales diferentes A y B, cuya longitud a 25 °C es la
misma. Si aumentamos la temperatura hasta 50 °C, ambas barras de metal
incrementan su longitud, pero en diferente proporción. Si mediante un proceso
especial las unimos cuando están a temperatura ambiente, al calentarse se
deforman formando una curva. Al conjunto de dos metales con las propiedades
anteriores se le denomina bimetal, el cual, incluido dentro de un
circuito eléctrico y acoplado a un mecanismo adecuado, forma la protección
térmica.
• Interruptor electrónico. En este tipo de interruptores, el dispositivo
encargado de sensar las corrientes
de falla es un círculo electrónico con características muy precisas.
58. 58
Los interruptores con los que más acercamiento tendremos en una instalación
eléctrica son los interruptores termomagnéticos, también conocidos como
breakers, y están diseñados para conectar y desconectar un
circuito por medios no automáticos y desconectar el circuito automáticamente
para un valor predeterminado de sobrecorriente, sin que se dañe a sí mismo
cuando se usa dentro de sus valores de diseño.
La operación de cerrar y abrir un circuito eléctrico se hace por medio de una
palanca que indica posición adentro (on) y fuera (off.
La característica particular de operación de estos interruptores es que, en
sobrecargas, el bimetal trabaja para desconectar el circuito. Cuando existe un
cortocircuito, el electroimán del interruptor es el que se opera y lo desconecta
del circuito; de ahí su nombre: termomagnético.
En la página siguiente se ilustran los componentes de un interruptor.
Por la forma es como se conectan a las barras colectoras de los tableros de
distribución o centros de carga;
pueden ser: del tipo atornillado o del tipo enchufado, se fabrican en los
siguientes tipos y capacidades:
• Un polo: 15 A, 20 A, 30 A, 40 A y 50 A.
• Dos polos: 15 A, 20 A, 30 A, 40 A, 50 A y 70 A.
• Tres polos: 100 A, 125 A, 150 A, 175 A, 200 A, 225 A, 250 A, 300 A, 350 A,
400 A, 500 A y 600 A.
Normalmente el fabricante suministra la curva característica de operación del
interruptor, misma que reproducimos más adelante, así como una tabla con los
datos técnicos de interruptores comerciales.
Ilustración 1COMPONENTES DE INTERRUTOR TERMOMAGNÉTICO.
59. 59
5-3.- CAJA GENERAL DE PROTECCIÓN (CGP)
Es la parte de la instalación que contiene los elementos de protección de los
diferentes circuitos de la vivienda, es decir, el interruptor de control de potencia ,
el interruptor diferencial y los pequeños interruptores automáticos. La CGP
señala el principio de la propiedad de las instalaciones de los usuarios. La
instalación eléctrica será insegura si:
No existe CGP: En este caso no hay ningún dispositivo de protección en la
vivienda, frente a posibles fallos. Está totalmente prohibido por el REBT, que no
exista CGP en la vivienda.
La CGP está puenteada: Es un hábito que suele ser común en viviendas en
las que se dispara con frecuencia el interruptor diferencial; ya que, como no
encuentran la causa por la que se dispara, optan por la solución "más cómoda",
es deci r, puentearlo; con esto lo que se consigue es que no haya ningún
dispositivo de protección en la vivienda, frente a posibles contactos directos o
contactos indirectos. Además de puentear el interruptor diferencial, también
podría ser tentador puentear los interruptores magnetotérmicos (o tacos), si lo
que se quiere es consumir más potencia de la contratada; ya que a la compañía
eléctrica, además de por el consumo, se le paga, más o menos, según la
potencia contratada.
La CGP está deteriorada: Con una simple revisión visual, por ejemplo, cada
año, basta para saber si la CGP está deteriorada o no.
CUADRO DE MANDO DE PROTECCIÓN Formada por el interruptor de control
de potencia y el interruptor diferencial.
60. 60
La ausencia de ICP o de ID (interruptor diferencial), supone total inseguridad
frente a contactos directos y/o indirectos. Aproximadamente, una vez al mes, es
aconsejable comprobar que el botón de prueba del ID funciona correctamente.
Además debe comprobarse que la sensibilidad del ID sea la correcta; en caso
de viviendas deben ser ID de alta sensibilidad, es decir, de 30 mA.
6.- CIRCUITOS Y PROTECCIONES El tablero de distribución eléctrico será
similar al tipo TWC fabricado por Luminex con puerta y chapa plástica. Serán
construidos en lámina Cold Rolled con acabado final en esmalte gris o blanco al
horno. Libre de bordes cortantes que puedan estropear el aislamiento de los
conductores. Los tableros de distribución tendrán el número de circuitos
indicado en planos. Los tableros deberán instalarse de tal forma que quede su
parte inferior a 1,2 m por encima del piso acabado. Deberán quedar
perfectamente nivelados y se coordinará el espesor del pañete y del enlucido fi
nal de la pared (estuco y pintura o papel o porcelana) con el fin de que el tablero
quede exactamente a ras con la pared. Los tableros se derivarán y alambrarán
siguiendo exactamente la numeración de los circuitos dadas en los planos para
garantizar el equilibrio de las fases. La derivación del tablero se debe ejecutar
en forma ordenada y los conductores se derivarán en escuadra de tal forma que
quede clara la trayectoria de todos los conductores y posteriormente se pueda
retirar, arreglar o cambiar cualquiera de las conexiones de uno de los
automáticos sin interferir el resto de las conexiones. En los tableros con tarjetero
renovable se llenarán las tarjetas a máquina y en éstas se indicará la
identificación y/o el área de servicio de cada uno de los circuitos. En los tableros
sin tarjetero renovable se escribirá en forma compacta y a máquina la
identificación y/o el área de servicio de cada uno de los circuitos y se pegará en
la parte interior con una lámina contac transparente. Una vez que se ha
terminado la derivación del tablero se deben revisar la totalidad de las
conexiones y se apretarán los bornes de entrada, tornillos de derivación en cada
uno de los automáticos, tornillos en el barraje de neutros y en el barraje de tierra.
Se deben utilizar para derivaciones interruptores de enchufar tipo QUICKLAG -
QPX WESTINGHOUSE fabricado por Luminex ó similar de los amperajes
especificados en los planos y una capacidad de cortocircuito de 10.000 A. RMS
simétricos a 240 V., disparo térmico para sobrecargas, con disparo de tiempo
inverso para sobrecargas y disparo magnético para cortocircuitos. Los
automáticos de dos y tres polos que se especifiquen deberán ser compactos de
accionamiento instantáneo en los polos y no serán automáticos individuales. En
el tablero de circuitos ha de instalarse un sistema de puesta a tierra, con su
respectivo electrodo bajo tierra. El electrodo de puesta a tierra (copperweld.
varilla ½‖ de cobre) debe tener mínimo 2,4 m. de longitud, además debe estar
61. 61
identificado con el nombre del fabricante y la marca, el calibre mínimo de
conductor de puesta a tierra debe ser AWG #8 (para conexión al electrodo).
7.- INSTALACIÓN RESIDENCIAL
7.1 PLANO DE LA RESIDENCIA
7.2.- PUNTOS DE SALIDAS
62. 62
7.3.- DIAGRAMA DE DISTRIBUCIÓN DE DUCTOS
7.4.- CUADRO DE CARGA
7.5.- DIAGRAMA UNIFILAR Y TABLERO DE DISTRIBUCION.
63. 63
8.- Antecedentes y conceptos básicos
El origen de los tableros y centros de carga se desarrollaron como
consecuencia de las siguientes
necesidades:
• Dividir grandes sistemas eléctricos en varios circuitos reduciendo calibres de
• conductores.
• Tener medios de conexión y de protección para cada circuito eléctrico de un
• sistema.
• Localizar en un solo lugar los dispositivos mencionados en el punto anterior.
64. 64
9.- Circuito alimentador. Refiiéndonos a tableros y centros de carga, el circuito
alimentador o línea de alimentación será aquel circuito que le proporciona la
energía eléctrica al tablero.
Circuito derivado. Se da ese nombre a cada uno de los circuitos que alimentan
el tablero a través de cada uno de sus interruptores, los cuales también reciben
el nombre de derivados.
Fases, hilos y número de polos. Cuando a un tablero lo alimenta una línea de
corriente o dos, se dice que es de una fase, siendo en estos dos casos
absolutamente necesaria la conexión del hilo neutro.
Cuando al tablero llegan las tres líneas de corriente, se dice que es de tres
fases.
El número de hilos en el tablero queda defiido por la suma de cables de línea y
neutro que lo alimentan, teniéndose las siguientes combinaciones.
• Una fase, dos hilos.
• Tres fases, tres hilos.
• Tres fases, cuatro hilos.
Tipos de montaje
• Empotrar: cuando el tablero va embebido en los muros.
• Sobreponer: cuando el tablero se fija sobre el muro.
• Autosoportado: el tablero se fija directamente sobre el piso.
10.- Funciones del tablero
• Dividir un circuito eléctrico en varios circuitos derivados.
• Proveer de un medio de conexión y desconexión manual a cada uno de los
circuitos derivados.
• Proteger a cada uno de los circuitos contra sobrecorrientes.
• Concentrar en un solo punto todos los interruptores.
Tableros con zapatas principales
La alimentación del tablero se realiza directamente a las barras del bus por
medio de zapatas de conexión. Se debe contar con un medio de protección
externo.
Tableros con interruptor principal
La alimentación del tablero se realiza a través de un interruptor termomagnético
que forma parte integral de él y le brinda medio de protección y conexión
general.
11.- Bus ducto (electroducto)
El bus ducto consiste por lo general de conductores en forma de barra dentro de
un elemento metálico (ducto) que los contiene. Cuenta con una adecuada
65. 65
ventilación que ayuda a la capacidad de corriente del sistema. El uso de este
electroducto es esencial para aquellas instalaciones que demandan corrientes
elevadas.
Se fabrican en diversos tipos: enchufable, atornillable, con barras de aluminio o
cobre, etc.
Debido a la característica de manejar altas corrientes o demanda de potencia
elevada, su aplicación más común se encuentra en las instalaciones
industriales; sin embargo su uso no está limitado a las
instalaciones comerciales o de edifiios de ofiinas. Se usa frecuentemente como
un sistema completo,
aunque tiene la desventaja de su alto costo y los accesorios complementarios
que también tienen un elevado costo.
12.- Charolas para cables
Las charolas o soportes continuos para cables son conjuntos prefabricados en
secciones rectas con herrajes que se pueden unir para formar un sistema total
de soporte de cables.
En el mercado existen diferentes tipos de charolas, siendo tres las principales:
• Charolas de paso
Tienen un fondo continuo ya sea ventilado o no ventilado y con ancho estándar
de: 15, 22, 30 y 60 cm.
Este tipo de charola se usa cuando los conductores son pequeños y requieren
de un soporte comp
• Charolas tipo escalera
Éstas son de construcción muy sencilla, consisten en dos rieles laterales unidos
o conectados con
travesaños individuales. Se fabrican en anchos estándar de: 15, 22, 30, 45, 60 y
75 cm. Pueden ser de
acero o aluminio.
• Charolas tipo canal
Están constituidas de una sección de canal ventilada. Los anchos estándar de
esta charola son: 7,5 y 10 cm.
66. 66
13.- ALUMBRADO Y PROTECCION DE INSTALACIONES ELECTRICAS
CIRCUITOS RAMALES: Los circuitos ramales se clasifican según la capacidad
de corriente máxima o según el valor de ajuste del dispositivo de protección
contra sobre corriente la clasificación de los circuitos ramales que no sean
individuales debe ser de 15,20,30,40 y 50 A. cuando se usen , por cualquier
razón, conductores de mayor capacidad de corriente , la clasificación del circuito
debe estar determinada por la corriente nominal o por el valor del ajuste del
dispositivo de protección contra sobre corriente.
CIRCUITOS RAMALES MULTICONDUCTORES: Se permite el uso de circuitos
ramales reconocidos a este artículo como circuitos multiconductores. Se permite
considerar un circuito ramal multiconductor como varios circuitos. Todos los
conductores deben arrancar del mismo panel de distribución.
Una instalación trifásica de potencia, tetrafilar y conectada en estrella utilizada
para alimentar cargas no lineales, puede requerir que el diseño del sistema de
potencia permita corrientes en el neutro con alto contenido de armónicos.
CODIGO DE COLOR EN CIRCUITOS RAMALES:
CONDUCTOR PUESTO A TIERRA: El conductor puesto a tierra de un circuito
ramal se debe identificar mediante un color continuo blanco o gris natural.
Cuando en la misma canalización, caja, canal auxiliar u otro tipo de
encerramiento haya conductores de distintos sistemas si se requiere que un
conductor del sistema este puesto a tierra, deberá tener forro exterior de color
blanco o gris natural. Los conductores puesto atierra de los demás sistemas , si
no es necesarios deberán tener forro exterior de color blanco con una banda de
color identificable . El conductor puesto atierra de los equipos de un circuito
ramal se deberá identificar por un color verde continuo o un color verde continuo
con una banda amarilla, excepto si esta desnudo.
14.- ACOMETIDAS Acometida es la parte de la distribución de enlace que une
la red de distribución de la empresa eléctrica con la ca ja general de protección
del particular .es propiedad de la empresa eléctrica y suele haber una en cada
casa o edificio La acometida normal de una única vivienda es monofásica, de
67. 67
dos hilos, uno activo (fase) y el otro neutro, a 230 voltios, En el caso de un
edificio de varias viviendas la acometida normal será trifásica, de cuatro hilos,
tres activos o fases y uno neutro, siendo en este caso la tensión entre las fases
400 V y de 230 V entre fase y neutro.
15.- CONDUCTORES AEREOS DE ACOMETIDA:
ALIMENTACION AEREA: los conductores aéreos de acometidas hasta un
edificio u otra estructura (como un poste) en los que se instale un medidor o
medio de desconexión, se deben considerar acometidas aéreas y se deben
instalar como tales
16- AISLAMIENTO O CUBIERTA: los conductores de acometida deben
soportar normalmente la exposición Alos agentes atmosféricos y otras
condiciones de uso sin que se produzcan fugas perjudiciales de corriente. Los
conductores individuales deben estar aislados o cubiertos con materiales
termoplásticos extruido o aislante termoajustable.
17.- CALIBRE Y CAPACIDAD DE CORRIENTE:
GENERALIDADES: los conductores deben tener una capacidad de corriente
suficiente para la que se calculado la carga, según la sección 220, y debe
poseer una resistencia mecánica adecuada.
CALIBRE MINIMO: los conductores no deben tener una sección transversal
menor a 8,36mm (8 awg) si son de cobre o a 13,29 mm (6 awg ) si son de
aluminio o cobre revestido de aluminio.
18.- PROTECCION CONTRA SOBRECORRIENTE
PROTECCION DE LOS CONDUCTORES: los conductores que no sean cables
flexibles y cables de artefactos eléctricos se deben proteger contra
sobrecorriente según su capacidad de corriente.
Planos eléctricos
El primer paso para la realización de una instalación eléctrica para un trabajo en
específio es obtener un diagrama de alambrado y conexiones eléctricas.
En casas habitación individuales y en los departamentos de edifiios
multifamiliares se debe disponer de un conjunto de planos arquitectónicos de
construcción, entre los cuales se encuentra el correspondiente a la instalación
eléctrica en donde se muestran los elementos de la instalación, como son:
salidas, trayectorias de tubos (conduit) a tableros, elementos particulares, etc.,
así como las características principales de estos elementos.
En trabajos relativamente pequeños, el electricista puede elaborar un plano
preliminar y de común acuerdo con el propietario determinar las particularidades
de la instalación indicándolas en el plano.
Esto lo puede elaborar la persona encargada de hacer la instalación eléctrica y
sólo obtener la aprobación de la casa habitación.
Para efectuar la instalación eléctrica en sí, es necesario que estos planos
tengan cierta presentación e información, para obtener la aprobación
correspondiente de la dependencia ofiial.
19.- Principios del alambrado eléctrico
El alambrado de una instalación eléctrica consiste básicamente de tres
etapas:
1. Elaboración de planos, en los cuales se indica por medio de símbolos
convencionales la localización de los principales elementos de la instalación.
2. Las indicaciones necesarias para el alambrado y diagrama de conexiones
68. 68
para cada uno de los elementos de la instalación. Esto es particularmente
importante para la instalación misma y sobre todo para el electricista que aún no
tiene experiencia.
3. Los detalles mismos de la ejecución de cada una de partes de la instalación
eléctrica, como son: formas de ejecutar las conexiones, número de conductores
por elemento, etc.
El conocimiento general de estas tres etapas en el indicio del cálculo o proyecto
de una instalación eléctrica, permitirá disponer de la información necesaria para
el cálculo propiamente dicho de la instalación eléctrica.
20.- Los dibujos o planos para la instalación eléctrica
Cuando se preparan dibujos o planos arquitectónicos para construir una casa
habitación se debe procurar que éstos contengan toda la información y
dimensiones necesarias para poder llevar el proyecto hasta su última etapa. De
estos planos se hacen reproducciones, llamadas heliográfias.
La correcta lectura e interpretación de estos planos se adquiere a través del
tiempo, pero un buen inicio se puede adquirir con la ayuda de una guía
sistemática que permita tener una mejor idea práctica del problema.
En la siguiente figura se muestra el principio básico de estos diagramas:
21.- Elaboración de los diagramas de alambrado
Acabamos de ver los elementos que aparecen en el plano de la instalación
eléctrica de una casa habitación.
Lo siguiente para el proyectista y/o instalador es cómo crear el sistema eléctrico
de la instalación a partir de los planos eléctricos.
En esta parte se trata el problema de cómo analizar los circuitos eléctricos para
su instalación, es decir cómo se prepara un plano eléctrico para la construcción
y el alambrado y cómo se deben alambrar los distintos componentes de la
instalación, como es el caso de contactos, apagadores y lámparas, así como
elementos adicionales.
El objetivo es aprender a interpretar los planos de una casa habitación, ya que a
partir de esto es fácilmente comprensible la instalación eléctrica de otro tipo de
locales. Para esto resulta conveniente tratar por separado cada uno de los
componentes de la casa habitación, es decir cada una de la áreas (recámaras,
sala, comedor, cocina, baño, etc.), tratando siempre de generalizar el
procedimiento. Con base en esto es posible tener una idea más clara de cómo
hacerlo para cualquier caso particular. Recuérdese que el objetivo final es tener
una instalación eléctrica funcionando.
69. 69
22.- Detalles del alambrado y diagrama de conexiones
A fi de simplifiar los diagramas y para evitar confusiones en la interpretación de
los mismos, se usará la siguiente notación para los conductores:
L = conductor de línea o fase
N = conductor neutro
R = conductor de retorno
La Norma Ofiial de Instalaciones Eléctricas NOM-001-SEDE recomienda para la
ejecución práctica delas instalaciones eléctricas y con propósitos de facilitar la
identifiación de los conductores que forman el alambrado, los siguientes
colores:
• Conductores puestos a tierra (neutro) color blanco o gris claro.
• Conductores para la puesta a tierra de equipo color verde.
Cada conductor activo (de línea o fase) debe distinguirse con combinaciones de
colores que los haga diferenciarse entre sí (las combinaciones no deben
contener blanco, verde o gris, pues éstos se utilizan para las puestas a tierra).
Cuando se tiene varios circuitos en un mismo tubo (conduit) o canalización,
debe usarse una forma adecuada de identifiación a cada circuito.
71. 71
23.- Representación unifilar
Es la representación de un circuito o de una instalación con un sólo hilo,
utilizando la simbología y notaciones apropiadas para entender dicha
representación. Es la que se sueleutilizar en los “ esquemas unifilares” que
aparecen en los proyectos técnicos. Mientras con la multifilar se ve claramente
un circuito con la unifilar se ve toda la instalación, por compleja que ésta sea.
Figura 5.2. Representación del esquema unifilar de una instalación eléctrica
kWh
En el esquema unifilar de la figura 5.2 tenemos una acometida de energía
trifásica con neutro a la tensión de 400/230 V. de 3*1*25+N*25 mm2, a una
instalación que comienza en la Caja General de Protección y Medida (CGPyM)
donde se instala un equipo de medida de energía activa y un fusible de
seguridad (100 A, tipo gl). A continuación tenemos el Cuadro General de Mando
y Protección (CGMyP) con un interruptor automático de 100 A
y 4 polos que es el preceptivo interruptor general automático (IGA), protege la
instalación contra cotocircuitos y sobrecargas. Después de el la instalación
presenta dos partes, una trifásica con neutro y la otra monofásica. Están
protegidas cada una de ellas, contracontactos directos e indirectos, por un
interruptor diferencial de 4 polos , 63 A y 300mA de sensibilidad una y de 2
polos , 40 A y 30mA la otra. Además hay varios circuitos de cada tipo, y que
habrá que proteger contra sobreintensidades con sus correspondientes
interruptores magnetotérmicos o fusibles, etc. En el cuadro general de mando y
protección tenemos el punto de puesta a tierra, en el que se conectan todos los
conductores de protección con la toma de tierra y a través de la linea principal
de tierra.
73. 73
ACTIVIDAD 10.- REALIZAR DIAGRAMA UNIFILAR DE LA INSTALACION
ELECTRICA DEL TALLER ELECTRICO DEL CBTis N° 213. DESDE LA
SUBESTACION ELECTRICA.
74. 74
24.- NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-029-STPS-2011, MANTENIMIENTO
DE LAS INSTALACIONES ELECTRICAS EN LOS CENTROS DE
TRABAJO-CONDICIONES DE SEGURIDAD.
INDICE
1. Objetivo
2. Campo de aplicación
3. Referencias
4. Definiciones
5. Obligaciones del patrón
6. Obligaciones de los trabajadores
7. Plan de trabajo y determinación de riesgos potenciales
8. Procedimientos de seguridad para realizar actividades de mantenimiento
de las instalaciones eléctricas
9. Medidas de seguridad generales para realizar trabajos de mantenimiento
de las instalaciones eléctricas
10. Condiciones de seguridad en el mantenimiento de las instalaciones
eléctricas
11. Medidas de seguridad para realizar trabajos de mantenimiento de las
instalaciones eléctricas aéreas y subterráneas
12. Medidas de seguridad para realizar trabajos de mantenimiento de las
instalaciones eléctricas energizadas
13. Plan de atención a emergencias
14. Capacitación
15. Unidades de verificación
16. Procedimiento para la evaluación de la conformidad
17. Vigilancia
18. Bibliografía
19. Concordancia con normas internacionales
TRANSITORIOS
Guía de Referencia I Medidas de seguridad para actividades básicas de
mantenimiento a instalaciones eléctricas con tensiones menores a 600 V
1. Objetivo
Establecer las condiciones de seguridad para la realización de actividades de
mantenimiento de las instalaciones eléctricas en los centros de trabajo, a fin de
evitar accidentes al personal responsable de llevarlas a cabo y a personas
ajenas a dichas actividades que pudieran estar expuestas.
2. Campo de aplicación
La presente Norma aplica en todos los centros de trabajo del territorio nacional
en donde se realicen actividades de mantenimiento de las instalaciones
eléctricas permanentes o provisionales, las que se desarrollen en las líneas
eléctricas aéreas y subterráneas, así como las que se lleven a cabo con líneas
energizadas.
3. Referencias
Para la correcta interpretación de esta Norma, se deberán consultar las
siguientes normas oficiales mexicanas vigentes o las que las sustituyan:
3.1 NOM-001-SEDE-2005, Instalaciones Eléctricas (utilización).
3.2 NOM-017-STPS-2008, Equipo de protección personal - Selección, uso y
manejo en los centros de trabajo.
75. 75
3.3 NOM-026-STPS-2008, Colores y señales de seguridad e higiene, e
identificación de riesgos por fluidos conducidos en tuberías.
4. Definiciones
Para efectos de la presente Norma, se establecen las definiciones siguientes:
4.1 Autoridad del trabajo; autoridad laboral: Las unidades administrativas
competentes de la Secretaría del Trabajo y Previsión Social que realizan
funciones de inspección en materia de seguridad y salud en el trabajo, y las
correspondientes de las entidades federativas y del Distrito Federal, que actúen
en auxilio de aquéllas.
4.2 Autorización: El acto mediante el cual el patrón, o una persona
responsable del mantenimiento de las instalaciones eléctricas designada por él,
aprueba por escrito que los trabajadores capacitados realicen dichos trabajos
en altura, espacios confinados o subestaciones, así como a los que manejen
instalaciones eléctricas energizadas.
4.3 Centros de trabajo: Todos aquellos lugares, tales como edificios, locales,
instalaciones y áreas donde se realicen actividades de producción,
comercialización, transporte y almacenamiento, o de prestación de servicios, o
en los que laboren personas que estén sujetas a una relación de trabajo.
4.4 Cerrar el circuito: El restablecimiento de las conexiones eléctricas que
energizan una instalación eléctrica.
4.5 Comprobación de ausencia de tensión eléctrica: La verificación
realizada para determinar si una instalación eléctrica o parte de ella ha sido
desenergizada.
4.6 Despacho; centro de maniobras: El lugar desde el que se asume el
control permanente del estado de la red o instalación eléctrica y se ordenan las
maniobras que deberán efectuarse para lograr que la operación sea lo más
segura posible.
4.7 Elementos con tensión eléctrica: Aquéllos que tienen potencial eléctrico,
es decir, que se encuentran energizados.
4.8 Equipo de protección personal (EPP): El conjunto de elementos y
dispositivos de uso personal para proteger al trabajador de accidentes y
enfermedades, que pudieran ser causados por agentes o factores generados
con motivo de la realización de sus actividades de trabajo. Cuando en el análisis
de riesgo se establezca la necesidad de utilizar ropa de trabajo con
características específicas de protección, ésta será considerada como equipo
de protección personal.
4.9 Espacio confinado: Aquel lugar lo suficientemente amplio, con ventilación
natural deficiente, configurado de tal manera que una persona puede
desempeñar una determinada tarea en su interior, que tiene medios limitados o
restringidos para su acceso o salida, que no está diseñado para ser ocupado
por una persona en forma continua y en el cual se realizan trabajos específicos
ocasionalmente.
4.10 Etiqueta de seguridad; bloqueo: El medio mecánico, eléctrico o visual
que prohíbe se realicen maniobras en una instalación eléctrica o en un elemento
de la misma.
4.11 Exhibir: La acción de presentar los registros y/o documentos, mediante
cualquier medio, electrónico o impreso, a la autoridad laboral que lo solicite, a
fin de constatar el cumplimiento de los requisitos que establece esta Norma.
76. 76
4.12 Instalación eléctrica: El conjunto de dispositivos tales como, conductores,
transformadores, protecciones, y demás accesorios destinados a generar,
transmitir o distribuir la energía eléctrica.
4.13 Jefe de trabajo: La persona que dirige un trabajo de mantenimiento de las
instalaciones eléctricas por designación o delegación de sus superiores, siendo
responsable del mismo.
4.14 Líneas eléctricas: Todos aquellos conductores, materiales y equipos que
integran las instalaciones eléctricas aéreas y subterráneas conductoras de
energía eléctrica.
4.15 Mantenimiento de las instalaciones eléctricas: Todas aquellas
actividades relacionadas con la revisión, montaje, desmontaje, manipulación y
servicios proporcionados a las instalaciones eléctricas para la conservación de
sus características operativas y de diseño en forma segura y confiable.
4.16 Operable a distancia: El elemento capaz de ser accionado sin que el
operador se exponga al contacto con las partes energizadas.
4.17 Partes vivas: Los componentes eléctricos, tales como barras, terminales,
conductores, entre otros, que se encuentran expuestos, sin aislar y
energizados.
4.18 Patrón: La persona física o moral que utiliza los servicios de uno o varios
trabajadores, en cuyo centro de trabajo cuenta con instalaciones eléctricas
permanentes o provisionales, y que es responsable de sus condiciones de
seguridad.
4.19 Persona capacitada: Aquel trabajador cuya capacitación y adiestramiento
han sido comprobados en términos de la legislación vigente o por medio de un
proceso de certificación, para intervenir en el diseño, cálculo, construcción o
mantenimiento de una determinada instalación eléctrica.
4.20 Personal autorizado: La persona o personas que conocen y aplican los
procedimientos de seguridad en el mantenimiento de las instalaciones eléctricas
y cuentan con la autorización por escrito del patrón para realizar estas
actividades.
4.21 Personal expuesto: La persona o personas que al realizar un trabajo de
mantenimiento de una instalación eléctrica pueden recibir una descarga
eléctrica o sus efectos, como consecuencia de un contacto, falla o aproximación
a elementos energizados.
4.22 Procedimiento de seguridad: La forma detallada y secuencial de llevar a
cabo una actividad. Se expresa en documentos que contienen el objeto y el
campo de aplicación de la actividad; la forma en que ésta deberá realizarse; la
identificación de peligros, riesgos potenciales, posibles lesiones, así como el
equipo de protección a utilizar; las funciones y/o responsabilidades de los
trabajadores que intervienen, al igual que los materiales, equipos o implementos
de trabajo que habrán de utilizarse, controlarse y registrarse.
4.23 Puesta a tierra eficaz: El contacto físico intencional al terreno, a través de
una conexión o conexiones de conductores de impedancia suficientemente baja,
y de capacidad adecuada de conducción de corriente eléctrica, para eliminar la
formación de sobretensiones eléctricas y conducir a tierra las corrientes de falla,
inducción o descargas atmosféricas, a fin de evitar daños a las personas o a los
equipos conectados.
4.24 Riesgo grave: Aquél que compromete la integridad física y/o la vida de los
trabajadores que realizan las labores de mantenimiento de las instalaciones
eléctricas, debido a que puede conllevar un choque eléctrico y/o quemaduras
77. 77
por arco eléctrico, con motivo de la omisión en el cumplimiento de las
condiciones de seguridad previstas en esta Norma, y que requiere de atención
urgente.
4.25 Riesgo potencial: Aquél que se puede producir por los efectos de la
exposición del trabajador a la corriente eléctrica, tales como choque eléctrico y
quemaduras por arco eléctrico.
4.26 Zona de trabajo: El lugar donde se desarrollan actividades de
mantenimiento de las instalaciones eléctricas por los trabajadores.
Tabla I.1
Medidas de seguridad para actividades básicas de mantenimiento a
instalaciones eléctricas con tensiones menores a 600 V
No
.
Actividad
Medida de Seguridad
Cont
ar
con
orden
o
plan
de
trabaj
o
Disponer
de
instruccio
nes o
procedimi
entos de
seguridad
Desener
gizar o
descone
ctar el
circuito
Verific
ar la
ausen
cia de
potenc
ial
Disponer
del
equipo de
trabajo,
maquinar
ia,
herramie
ntas e
implemen
tos de
protecció
n aislante
Usar
equipo
de
protecci
ón
personal
adecuad
o
1 Realizar
revisiones
de las
instalacione
s eléctricas
x X x
2 Sustituir
fusibles
x X x x
3 Cambiar
una
lámpara o
foco
x X x x
4 Sustituir
una
balastra de
una
lámpara
x X x x x
5 Comprobar
tensión
eléctrica de
un contacto
x X x x
6 Reemplaza
r un
interruptor
x X x x x
78. 78
7 Reubicar
un
interruptor
x X x x x x
8 Comprobar
la puesta a
tierra
x X x
9 Reemplaza
r
conductore
s en mal
estado
x X x x x x
10 Limpieza
exterior de
las cajas de
conexión
de
contactos e
interruptore
s
x X x x
11 Trabajos en
tableros de
distribución
x X x x x
12 Mediciones
eléctricas,
calibración,
localización
de fallas
x X x
13 Reemplaza
r un motor o
bomba
x X x x x
14 Realizar
empalmes
en líneas o
circuitos
x X x x x x
15 Apertura y
revisión de
elementos
de
protección
x X x x x
25.- MEDIDAS DE PREVENCIÓN PARA TRABAJOS Y MANIOBRAS
ELÉCTRICAS EN BAJA TENSIÓN.
I.- Trabajos que se realicen sin tensión.
Esta Norma de seguridad es la que debe ser llevada a la práctica generalmente
y a ser factible sólo excepcionalmente se permitirá trabajar con tensión.
Las principales condiciones a cumplirse son las indicadas en el artículo 67de la
O.G.S.H.T. en su Apartado 2.
* Será aislada la parte en que se vaya a trabajar de cualquier posible
79. 79
alimentación, mediante la apertura de los aparatos de seccionamiento más
próximos a la zona de trabajo.
* Será bloqueado en posición de apertura, si es posible, cada uno de los
aparatos de seccionamiento citados, colocando en su mando un letrero con la
prohibición de maniobrarlo.
* Se comprobará mediante un verificador la ausencia de tensión en cada una de
las partes eléctricamente separadas de la instalación (fases, ambos extremos
de los fusibles, etc.).
* No se restablecerá el servicio al finalizar los trabajos, sin comprobar que no
existe peligro alguno.
Como complemento de estas medidas se puede añadir que es recomendable
que los aparatos de seccionamiento sean de corte visible, con objeto de que se
pueda apreciar visualmente que se han abierto todos los contactos.
El letrero o señalización a colocar ha de ser de material aislante con una zona
en donde pueda figurar el nombre del operario que realiza los trabajos.
Los comprobadores de tensión estarán protegidos y dotados de puntos de
pruebas aislados menos en sus extremos en una longitud lo más pequeña
posible para evitar cortocircuitos en las mediciones.
La señalización solamente será retirada por el operario que la colocó y cuyo
nombre figura en ésta.
II. Trabajos que se realicen con tensión.Además del equipo de protección
personal (casco, gafas inactínicas, calzado aislante, ropa ignífuga, etc.), se
empleará en cada caso el material de seguridad más adecuado entre los
siguientes:
1. Guantes aislantes homologados.
2. Alfombras o banquetas aislantes.
3. Vainas o caperuzas aislantes.
4. Comprobadores de tensión.
5. Herramientas aislantes homologadas.
6. Material de señalización (discos, barreras, etc.).
26.- Manual de prácticas
Al realizar trabajos en tensión habrá que considerar no sólo el riesgo de
contacto eléctrico con partes activas, sino también la posible formación de arcos
eléctricos por cortocircuito.
80. 80
La ropa de trabajo de los electricistas y operadores eléctricos será resistente al
calor, de tal manera que en caso de producirse un arco no la inflame,
aumentando las lesiones, desaconsejándose la ropa acrílica y utilizando ropa de
algodón o de tipo ignífugo.
Las comprobaciones de tensión para averías, reparaciones, etc., serán
consideradas como un trabajo con tensión, por lo que se usarán los elementos
de protección antes citados (guantes aislantes, gafas de protección ocular).
III. Métodos de trabajo.
Durante la realización de cualquier trabajo el operario ha de tener su cuerpo
aislado de cualquier posible circulación de corriente por él, así como de que no
se produzcan contactos entre fases o fase y tierra, que den lugar a arcos
accidentales que puedan alcanzarle.
Para ello, se podrán utilizar, según los casos, las medidas de prevención que
aparecen en la tabla 6.8.
27.- Manual de prácticas
MEDIDAS DE PREVENCIÓN A ADOPTAR TANTO TÉCNICAS COMO
PERSONALES
De forma general
* Antes de cada trabajo. * Se comprobará el buen estado de
los guantes aislantes y de las herramientas, materiales y equipo.
* Accesorios aislantes. * Pantallas cubiertas, etc. * Dispositivos aislantes.
* Plataformas, banquetas, alfombras. * Protecciones personales.
* Guantes, gafas, casco.
En los casos de cables subterráneos
* Asegurar el revestimiento de la zanja o canalización y de las masas con las
que el operario pueda entrar en contacto al mismo tiempo que con el
conductor en tensión. * Protectores, tubos vinílicos. * Toda persona que pueda
tirar de un operario, bien directamente o por medio de
herramientas u otros útiles, llevarán ...
* Guantes aislantes y estar situado sobre superficie aislante.
Tabla 6.8
Actividad a Realizar de acuerdo a Tabla 1.1 de seguridad Medidas de seguridad
para actividades básicas de mantenimiento a instalaciones eléctricas con
tensiones menores a 600 V.
81. 81
ACTIVIDAD 11.- REALIZACION DE ACTIVIDAD Y MEDIDAS DE
SEGURIDAD EN INSTALACION ELECTRICA INDUSTRIAL.
INDICA LA ACTIVIDAD DE MANTENIMIENTO ELECTRICO, MEDIDA DE
SEGURIDAD Y ROPA A UTILIZAR EN EL MANTENIMIENTO DEL CAMBIO DE
UN CTABLERO DE DISTRIBUCION DE BT EN LA INSTALACION
ELECTRICA INDUSTRIAL DE LA REFINERIA LAZARO CARDENAS DE
MINATITLAN; VER.
89. 89
29.- MANTENIMIENTO.
Las funciones principales del mantenimiento preventivo son:
Minimizar la posibilidad de fallas previsibles.
Cuidar y mantener las instalaciones en perfectas
condiciones.
Reparar las instalaciones que solo requieren destreza
manual.
Organizar los materiales de recambio.
Habilitar un equipo mínimo de mantenimiento.
Definir los criterios técnicos básicos para aceptar
artefactos eléctricos en la red eléctrica existente.
Tipos De Mantenimiento
En las operaciones de mantenimiento podemos diferenciar las siguientes
definiciones:
Mantenimiento: definido como el conjunto de operaciones para que un
equipamiento reúna las condiciones para el propósito para el que fue
construido.
Mantenimiento de conservación: es el destinado a compensar el deterioro
sufrido por el uso, los agentes meteorológicos u otras causas. En el
mantenimiento de conservación pueden diferenciarse:
Mantenimiento correctivo: que corrige los defectos o averías observados.
Mantenimiento correctivo inmediato: es el que se realiza inmediatamente de
percibir la avería y defecto, con los medios disponibles, destinados a ese fin.
Mantenimiento correctivo diferido: al producirse la avería o defecto, se
produce un paro de la instalación o equipamiento de que se trate, para
posteriormente afrontar la reparación, solicitándose los medios para ese fin.
Mantenimiento preventivo: como el destinado a garantizar la fiabilidad de
equipos en funcionamiento antes de que pueda producirse un accidente o
avería por deterioro.
En el mantenimiento preventivo podemos ver:
90. 90
Mantenimiento programado: como el que se realiza por programa de
revisiones, por tiempo de funcionamiento, kilometraje, etc.
Mantenimiento predictivo: que realiza las intervenciones prediciendo el
momento que el equipo quedara fuera de servicio mediante un seguimiento de
su funcionamiento determinando su evolución, y por tanto el momento en el que
las reparaciones deben efectuarse.
Mantenimiento de oportunidad: que es el que aprovecha las paradas o
periodos de no uso de los equipos para realizar las operaciones de
mantenimiento, realizando las revisiones o reparaciones necesarias para
garantizar el buen funcionamiento de los equipos en el nuevo periodo de
utilización.
Mantenimiento de actualización: cuyo propósito es compensar la
obsolescencia tecnológica, o las nuevas exigencias, que en el momento de
construcción no existían o no fueron tenidas en cuenta pero que en la actualidad
si tienen que serlo.
MANTENIMIENTO CORRECTIVO Y SUS CLASIFICACIONES
El mantenimiento correctivo, es aquel que corrige los defectos
observados en los equipamientos o instalaciones, es la forma más básica
de mantenimiento y consiste en localizar averías o defectos y corregirlos o
repararlos.
El mantenimiento correctivo se puede agrupar en dos clases:
MANTENIMIENTO RUTINARIO: Es la corrección de fallas que no afectan
mucho a los sistemas.
91. 91
MANTENIMIENTO DE EMERGENCIA: Se origina por las fallas de equipo,
instalaciones, edificios, etc., que requieren ser corregidos en plazo breve.
SE CLASIFICA EN PLANIFICADO Y NO PLANIFICADO
EL MANTENIMIENTO PLANIFICADO:
Es aquel que se planifica y ya sabemos cual es la parte afectada del
sistema o equipo un ejemplo de ello son los virus en el equipo.
EL MANTENIMIENTO NO PLANIFICADO:
Como su nombre lo dice es aquel que se da
al instante sin haberlo planeado es la habitual reparación urgente tras
una avería que obligo a detener el equipo a maquina dañado.
Ventajas
Mayor duración para los equipos e instalaciones. Uniformidad en la carga del
trabajo o velocidad en la ejecución. Menor costo de reparaciones.
Desventajas
Que el equipo puede fallar en cual quier momento.Es muy probable que se
originen algunas fallas al momento de la ejecución. El precio puede ser muy
costoso en los repuestos. No podemos asegurar el tiempo de de durabilidad de
este.
30.- PLAN DE MANTENIMIENTO DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA
En esta parte planteamos cómo debe realizarse un programa de mantenimiento
integral, que evite fallas eléctricas y posibles accidentes en algún inmueble.
Un Programa de Mantenimiento de las Instalaciones Eléctricas completo debe
regirse con estrictos criterios.
Recordemos que un electricista capacitado garantiza su trabajo, además de que
podrá diagnosticar posibles riesgos de forma más detallada.
1. Pararrayos
Reparar con la máxima urgencia cuando sea necesario. Cada cuatro años
comprobar el estado de conservación frente a la corrosión del pararrayos de
punta; verificar la firmeza de la sujeción y revisar la continuidad eléctrica de la
red conductora (también en caso de descarga eléctrica) al igual que la conexión
a tierra.
2. Red de tierras
Arqueta de conexión. Cada año, en la época en que el terreno esté más seco,
comprobar la continuidad eléctrica en los puntos de puesta a tierra, y asimismo
después de cada descarga eléctrica si el edificio tiene instalación de pararrayos.
Puesta a tierra provisional (en obras, ferias, reparaciones, etcétera). Cada tres
días realizar una inspección visual del estado de la instalación.
3. Centros de transformación
Equipo transformador. Cada seis meses, y en cada visita al centro de
transformación, revisar: nivel del líquido refrigerante, funcionamiento del
92. 92
termómetro y comprobación de la lectura máxima, en los meses de
diciembre-enero y julio-agosto.
Anualmente: interruptores, contactos y funcionamiento de sistemas auxiliares,
protección contra la oxidación de envolventes, pantallas, bornes terminales y
piezas de conexión.
Cada cinco años: comprobar el aislamiento de pantallas, envolventes, etcétera.
Línea de puesta a tierra de masas metálicas. Cada año: verificar la continuidad
eléctrica en los puntos de puesta a tierra y realizar la medición de puesta a
tierra.
Cada cinco años: descubrir para su examen los conductores de enlace en todo
su recorrido, así como los electrodos de puesta a tierra y medir las tensiones de
paso así como de contacto.
Local. Una vez al año, y en cada visita al centro, revisar: estado de
conservación y limpieza de rejillas de ventilación, señalización de seguridad y
carteles de auxilios, así como del material de seguridad. Cada vez que sea
necesario el cambio del refrigerante, limpiar el foso y comprobar la evacuación
de líquidos al depósito de grasas. Cada seis meses, y en caso de que sea
necesario el cambio del refrigerante, limpiar el depósito de grasas. (En cada una
de estas revisiones se repararán los defectos encontrados)
4. Red exterior
Conducción de distribución en alta tensión enterrada. Cada tres años, como
plazo máximo, comprobar la continuidad y el aislamiento de los conductores, así
como sus conexiones.
Línea de distribución en baja tensión, aérea por fachada. Anualmente verificar la
continuidad y el aislamiento de los conductores, así como sus conexiones y
fijación.
Línea de distribución en baja tensión, aérea y tensada. Cada año revisar la
continuidad y el aislamiento de los conductores (también en la conducción de
alumbrado), así como sus conexiones, estado del fiador de neutro y del amarre
del tensor.
Arqueta de alumbrado. Una vez al año limpiar y comprobar las conexiones.
Armario de acometida. Cada dos años verificar las conexiones, así como los
fusibles cortacircuitos.
5. Red de baja tensión Cada cinco años Cuadro general de distribución.
Comprobar los dispositivos de protección contra cortocircuitos, contactos
directos e indirectos, así como sus intensidades nominales en relación con la
sección de los conductores que protegen.
Instalación interior. Verificar el aislamiento de la instalación interior, que entre
cada conductor y tierra, y entre cada dos conductores no deberá ser inferior a lo
indicado en el artículo 250 de la NOM 001.
Red de equipontecialidad. En baños y aseos, y cuando obras realizadas en
éstos hubiesen podido dar lugar al corte de los conductores, revisar la
continuidad de las conexiones equipotenciales entre masas y elementos
conductores, así como con el conductor de protección.
Cuadro de protección de líneas de fuerza motriz. Verificar los dispositivos de
protección contra cortocircuitos, contactos directos e indirectos, así como sus
intensidades nominales en relación con la sección de los conductores que
protegen.
Cada dos años
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Barra de puesta a tierra colocada. En la época en que el terreno esté más seco,
realizar la medición de puesta a tierra, comprobando que no sobrepasa el valor
prefijado. Asimismo, revisar el estado frente a la corrosión de la conexión de la
barra de puesta a tierra con la arqueta y la continuidad de la línea que la une.
Línea principal de tierra (en conducto de fábrica o bajo tubo). Comprobar
mediante inspección visual el estado frente a la corrosión de todas las
conexiones y la continuidad de las líneas.
6. Alumbrado exterior e interior
Alumbrado exterior. Al menos una vez al año comprobar la iluminancia con
luxómetro por personal técnico; limpiar lámparas y luminarias, sin usar
detergentes muy alcalinos o muy ácidos para reflectores de aluminio.
Alumbrado interior. Realizar la reposición de las lámparas de los equipos
cuando alcancen su duración media mínima, preferentemente por grupos de
equipos completos y áreas de iluminación. Todas las lámparas repuestas serán
de las mismas características que las reemplazadas. La periodicidad de la
limpieza no será superior a un año.
31.- Pautas generales para el mantenimiento.
Antes de elaborar un sistema de mantenimiento, se deberán ejecutar las
siguientes acciones básicas:
-Recopilar el o los planos eléctricos del establecimiento.
-Hacer un levantamiento de todos los artefactos instalados en el sistema, donde
se exprese gráficamente cada uno de ellos por cada uno de los recintos y
espacios del establecimiento. Los recintos y espacios deberán definirse por un
número o letra: no deben confundirse con la función que se cumple dentro del
recinto, dado que al año siguiente la sala del 1º A de básica puede ser del 6º F,
y con ello se pierde el control histórico para el mantenimiento. Por ejemplo: El
recinto “C”, (2º A medio), tiene cuatro cajas de derivación (c.d), dos enchufes de
alumbrado simple(Es), un enchufe de alumbrado doble(Ed), un interruptor triple
(It), un interruptor simple(Is), seis artefactos fluorescentes con tres tubos cada
uno(Af3), una lámpara de gancho de dos luces(Lg2), un enchufe de fuerza(Ef),
un enchufe especial(Esp) para computadora y una lámpara de emergencia
autoenergizada(Lea)
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Elaborar una plantilla de chequeo donde se defina el número o letra del recinto,
función del recinto, cada tipo de artefacto y el número de ellos, permitiendo
tener un catastro actualizado; por ejemplo:
Mantenimiento de alumbrado y de interruptores
El mantenimiento del alumbrado y sus interruptores consiste en tener un control
del consumo de lámparas, sus horas útiles, su consumo eléctrico y debiendo
generar una pauta para la reposición de los artefactos dañados:
-Por cada recinto se identificarán las lámparas y dentro de ellas cada una de las
ampolletas o tubos
-Se confeccionará una plantilla de control de los artefactos por cada uno de los
recintos, definiendo tipo de lámpara, potencia, fecha de instalación, fecha de
reposición, vida útil. Por ejemplo:
En las lámparas existentes, se identificarán sus ampolletas o tubos; una vez
definido un artefacto, se agregarán las letras A, B, C o D, según el número de
componentes, para llevar un control diario de su funcionamiento, determinando
sus horas de uso, de tal modo que se medirá la vida útil de cada una de ellas y
de sus componentes.
