Redes de Distribución e Instalaciones Eléctricas

Redes de Distribución
e Instalaciónes
Electricas
Resumen
UTN Facultad Regional San Francisco – Córdoba – Argentina
Andretich, Andrés Sebastián 16/01/2017
2017

REDES DE DISTRIBUCIÓN E INSTALACIONES ELÉCTRICAS
RESUMEN
1
Índice
Instalaciones Eléctricas en Inmuebles................................................... 3
Instalaciones eléctricas residenciales ................................................................................ 3
Aparatos usados en las instalaciones eléctricas................................................................. 6
Circuitos eléctricos en viviendas..................................................................................... 11
Diseño, proyecto y cálculo de las instalaciones eléctricas............................................... 13
Fuerza motriz................................................................................................................. 17
Instalaciones eléctricas en edificios................................................................................ 19
Seguridad eléctrica......................................................................................................... 22
Aparatos y Sistemas de Protección y Maniobra............................ 23
Fallas en circuitos eléctricos........................................................................................... 23
Aparatos y sistemas de protección, control y maniobra ................................................. 33
Combinaciones de maniobras ........................................................................................ 43
Selectividad.................................................................................................................... 49
Teoría de la Iluminación.............................................................................. 52
Introducción .................................................................................................................. 52
Magnitudes y unidades de medida................................................................................. 52
Iluminación de Interiores............................................................................ 54
Tipos de lámparas.......................................................................................................... 54
Iluminación de interiores ............................................................................................... 59
Cálculo de instalaciones de alumbrado .......................................................................... 61
Iluminación de Exteriores........................................................................... 61
Alumbrado de vías públicas............................................................................................ 62
Compensación del Factor de Potencia................................................. 64
Compensación del factor de potencia ............................................................................ 64
Circuitos de Comando de Motores y Actuadores........................... 71
Símbolos gráficos ........................................................................................................... 71
Diálogo operador ........................................................................................................... 73
Interfaces de diálogo...................................................................................................... 73

RESUMEN
2
Eje Temático nº 1
Instalaciones
Eléctricas

RESUMEN
3
Unidad nº 1: Instalaciones Eléctricas en Inmuebles
Instalaciones eléctricas residenciales
Instalaciones eléctricas domiciliarias
En la figura se puede observar que desde la red de distribución aérea parten dos cables (fase y
neutro) hasta un pilar donde está la caja de ingreso, el medidor y el tablero principal. Desde
éste último, parte el circuito seccional o de distribución que alimenta el tablero seccional el
cual se encuentra en el interior de la vivienda, de aquí salen los circuitos terminales de
consumo los cuales tienen que ser como mínimo dos, uno para el circuito de iluminación y otro
para el circuito de tomacorrientes.
 El circuito de iluminación comienza del tablero seccional y llega hasta la boca de techo,
desde ahí salen tres cables (fase, neutro y tierra) que siguen por el caño del techo y bajan
en la caja que aloja al interruptor de maniobra.
 El circuito de tomacorrientes llega hasta la caja rectangular de la pared que aloja al
tomacorriente propiamente dicho. Los cables de las líneas están protegidos
mecánicamente por caños.
Puestas a tierra de las instalaciones eléctricas
El esquema de conexión a tierra exigido para las instalaciones eléctricas en inmuebles
destinados a espacios residenciales de una red pública de alimentación es el llamado TT, vale
aclarar que no se debe confundir el esquema de conexión a tierra de las instalaciones
eléctricas residenciales de los inmuebles con los de las redes de alimentación. La primera letra
indica la conexión directa del neutro con la puesta a tierra y la segunda letra indica que las
masas eléctricas de la instalación están interconectadas a través del conductor de protección
llamado PE a una toma de tierra eléctricamente independiente de la toma de tierra de servicio
de la red de alimentación, es decir que el neutro no puede ser conectado a ninguna masa de la
instalación interna del inmueble.
El cable de puesta a tierra debe tener una sección mínima de 2,5 𝑚𝑚2
de color verde y
amarillo Este conductor de protección (PE) deberá ser aislado (cable), admitiéndose el
conductor desnudo solo en los tableros y bandejas porta-cables.
En la figura anterior, el cable a tierra llega a la caja que tienen el tomacorriente en donde se
conectará al perno correspondiente y a la boca del techo (a) así como a la caja de pared (b)
donde está montado el interruptor de un punto que comanda la luminaria del techo (a).

RESUMEN
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Materiales empleados en las instalaciones eléctricas
Para la ejecución de las instalaciones eléctricas en los inmuebles, se dispone de los materiales
que la plaza comercial ofrece. Se descarta, en absoluto, la fabricación especial, salvo en los
casos de: obras muy particulares, de alto costo, por razones arquitectónicas o bien cuando se
buscan efectos particulares que así lo requieren.
Cables y conductores
Se entiende por conductores a los materiales que pueden conducir a través de ellos la
corriente eléctrica mientras están sometidos a una diferencia de potencial o tensión. Los
cables se forman mediante los conductores y su correspondiente aislamiento. Los metales
habitualmente usados para la fabricación de los cables y conductores son el cobre y aluminio.
El material empleado como conductor en las de instalaciones eléctricas de baja tensión es el
cobre electrolítico por excelencia, aunque en los sistemas de distribución también de baja
tensión se emplea el aluminio (cables para energía y cables pre-ensamblados) y sus aleaciones.
Cada uno de los conductores que forman el conductor de un cable se denomina cuerda. Las
mismas se clasifican en 6 clases (1, 2, 3, 4, 5 y 6) desde menos a más número de alambres en el
cable. Los cables con conductores menos flexibles se emplean en instalaciones eléctricas fijas,
en cambio los cables con conductores muy flexibles se emplean para las conexiones de
artefactos portátiles.
Los conductores sin aislamiento denominados "cables desnudos" solamente se admiten en los
siguientes casos: instalaciones de efectos luminosos en fachadas (por ejemplo: letreros
luminosos), bajada de pararrayos y para puesta a tierra en bandejas porta cables y tableros
eléctricos
A los efectos de la reglamentación de la AEA se entiende por conductor al conductor aislado
con aislación básica y se entiende por cable al conductor aislado y con una cubierta aislante.
Este tipo de cable puede ser unipolar (un solo conductor aislado y con cubierta aislante) o
multipolar (varios conductores aislados bajo una misma cubierta aislante). Cuando se trate de
conductor desnudo se indicará expresamente.
A continuación, se mencionan los diferentes tipos de conductores utilizados:
 Conductor simple aislado: Son de cuerda compuesta por varios alambres con una cubierta
de plástico (PVC). Su temperatura de trabajo en forma continua varía desde 70 a 100 ºC
con una tensión de servicio de 750 V.
 Cable para energía: Se los conoce con el nombre de subterráneo. Puede
ser unipolar o multipolar, por encima del aislamiento individual posee
una vaina de material aislante cuya tensión de servicio es de 1,1 kV, la
temperatura de trabajo puede ser de hasta 80 ºC. Los aislamientos
pueden ser de polietileno reticulado.
Ver en: http://www.incable.com/area-tecnica/preguntas-frecuentes.html
 Cable en aire: Tres cables unipolares en un plano sobre una bandeja portacables
distanciados un diámetro de cable, o bien un solo cable multipolar.
 Cables enterrados: Tres cables unipolares en un plano horizontal y distanciados 7 cm, o
bien un cable multipolar, enterrado 70 cm de profundidad.
 Cable tipo taller o cable TPR: Se trata de un cable multipolar
formado a su vez por cables unipolares recubiertos por una
vaina. Los aislamientos son de PVC. La tensión de trabajo se
dé 300/500 V con una temperatura de trabajo de 70 ºC, es un
cable flexible clase 5. Se lo utiliza en aplicaciones industriales
y domesticas como en aparatos portátiles y electrodomésticos respectivamente.
 Cables de control y comando: Se trata de un cable multipolar formado desde 2 hasta 24
cables y su sección varía entre 1 y 4 𝑚𝑚2
.
 Cables para intemperie: Vale aclarar que se utilizan para líneas aéreas de distribución en
lugares poblados. Se trata de cables de aleación de aluminio, su aislante es PVC de color
negro resistente a la intemperie. Otro cable que se utiliza es el preensamblado, los cuales

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se fabrican como un conjunto tetrapolar en donde cada fase se cablea en espiral visible
con un neutro portante que soporta los esfuerzos mecánicos del conjunto.
 Cable coaxial: Se trata de un cable en el que uno de los
conductores es el interior de cobre y el otro es la malla o trenza
exterior de alambre de cobre. Esta configuración suministra un
comportamiento de los campos eléctricos y magnéticos tal que
aísla la onda para que no sea perturbada por otras líneas o
instalaciones, es muy adecuada a los fines de empleo de
radiofrecuencia, televisión, frecuencia modulada, entre otras.
 Fibra óptica: Se trata de una fibra de vidrio de pequeño
diámetro suelta o fijada por resina dentro de un tubo de
plástico. Las señales eléctricas se deben transformar en
señales ópticas de igual naturaleza, por lo regular con
diodos fotovoltaicos en un extremo de la línea o con
sistemas de rayos laser. La luz recorre la fibra y en el otro
extremo un fototransistor lo decodifica y la vuelve a una señal eléctrica. La atenuación por
kilómetro es muy baja por lo que llega la señal con pocas pérdidas.
 Conductor de pararrayos: Se trata de un cable de cobre protegido con una capa de barniz,
las secciones más comunes son de 25, 35 y 50 𝑚𝑚2
.
 Conductores para puesta a tierra: Se pueden utilizar los descriptos para pararrayos o bien
los de acero recubierto en cobre. Se fabrican con secciones que ven de 16 a 120 𝑚𝑚2
.
Utilización de los cables y conductores
Ver en Instalaciones Eléctricas en Inmuebles – Domicilios – Páginas [28-30]
Canalización eléctrica
Es un conjunto de elementos destinados a conducir una corriente eléctrica en forma eficiente
y segura. Este conjunto está compuesto por cables o conductores, elementos para soportarlos,
identificarlos, fijarlos, conectarlos y también brindarle la protección mecánica necesaria.
Caños
Son elementos que proveen la protección mecánica de las instalaciones eléctricas, los cables
se alojan en cañerías las que pueden estar embutidas en las paredes, sujetas a las mismas o
inclusive enterradas.
Tipos de caños
 Metálicos rígidos: Se fabrican a partir de un fleje de chapa el cual es doblado y luego
soldado.
 Metálicos flexibles: Se fabrican a partir de acero con un perfil apropiado, existen dos
tipos: recubierto con un material plástico (PVC) o sin recubrir.
 Plásticos rígidos: Se hacen de dos calidades en función del espesor de las paredes, para
doblarlo se debe calentar.
 Plásticos flexibles: Se hacen de una sola calidad, son fuertes, flexibles, de sección
constante e impermeables. Está compuesto de un material sumamente liviano.
Cajas
Al llegar los caños con sus cables en el interior al
ligar de utilización de la energía eléctrica, se coloca
una caja.
 En caso de una luminaria, la caja será de tipo
octogonal.
 En los lugares en donde se colocará un
tomacorriente o un interruptor, se coloca una caja rectangular provista de pestañas para
sujetar los aparatos eléctricos.

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Cable-canal
Son elementos destinados a alojar en su interior a los cables con el objetivo de proteger
mecánicamente a los cables a la vez de ser ignifugo, presentan una sección rectangular o
cuadrada y tienen una tapa a lo largo de los mismos que se fija a presión. Se fijan a las paredes
o estructuras mediante tornillos o remaches o un adhesivo. Se emplean en tableros eléctricos
y en instalaciones eléctricas de interiores a la vista. Se fabrican en materiales plásticos auto
extinguible en distintos colores.
Aparatos usados en las instalaciones eléctricas
Interruptores y tomacorrientes
Interruptores
Lo que comúnmente se denomina llave, es un interruptor o disyuntor
(vocabulario electrónico) cuya función es la de abrir o cerrar a voluntad un
circuito eléctrico, con la particularidad de que una vez abierto o cerrado,
dicho estado se conserva. Otro tipo de llave es el pulsador el cual cierra sus
contactos mientras se lo presiona y los abre cuando se deja de presionar.
Las llaves se fabrican para tensiones de 220 V de corriente alterna y corrientes
máximas de 10 A.
Tomacorrientes
Denominado también toma, es un dispositivo que permite unir o conectar un
artefacto eléctrico o consumo a un circuito para que el mismo le suministre la
energía eléctrica necesaria para su normal funcionamiento, se conserva esta
conexión en forma constante hasta que se procede voluntariamente a su
desconexión. Cuando es necesario conectar varios artefactos, se dispone de
un tomacorriente múltiple el cual posee cuatro o cinco bases tomacorrientes.
Los tomacorrientes se fabrican para tensiones de 220 V de corriente alterna y
corrientes máximas desde 10 hasta 20 A.
Protecciones
Las protecciones de las instalaciones eléctricas están ligadas íntimamente a la interrupción de
la circulación de corriente eléctrica mediante interruptores. Todos los circuitos deben estar
protegidos contra ciertas condiciones de funcionamiento anormales que no son admisibles por
los componentes de la instalación eléctrica, las protecciones utilizadas se conectan en serie
con los cables y son mecanismos que actúan sacando de servicio la sección averiada con el
objetivo de evitar incendios y la inutilización de elementos.
Los elementos destinados a las protecciones son los interruptores automáticos y los fusibles,
los primeros protegen a las instalaciones eléctricas contra sobrecargas y cortocircuitos ya que
los fusibles solamente actúan ante un cortocircuito.
Interruptores automáticos
Son aparatos de protección contra sobrecargas y cortocircuitos. Cuando se trata de
sobrecarga, se utiliza un dispositivo bimetálico y cuando se trata de un corto circuito, se utiliza
un dispositivo cuyo funcionamiento es electromagnético. Vale aclarar que las acciones de
interrupción pueden ser en forma conjunta o individualmente y actúan sobre los mismos
contactos, dichas situaciones se ven reflejadas en las curvas de funcionamiento que indican el
tiempo de actuación del interruptor automático en función de la corriente circulante.
Con el objeto de evitar el daño de los contactos debido al arco eléctrico producido durante la
apertura o cierre de los mismos, todos los interruptores son de corte rápido cuyo efecto es
logrado mediante un adecuado sistema de palancas y resortes que le confieren a los contactos
la rapidez suficiente para que el arco eléctrico se apague en forma segura, por otra parte, si el

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interruptor se acciona manualmente, dicho sistema obliga al operador a decidir si abre o cierra
pero no a elegir la velocidad con que lo hace. La palanca de los interruptores automáticos tiene
tres posiciones:
 Arriba: Circuito abierto.
 Medio: Indica que se abrió el circuito debido a la acción automática de las protecciones.
 Abajo: Circuito cerrado.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=GSh0f94JwaA
Extinción del arco eléctrico
A partir de ciertos valores de corriente, el método de extinción del
arco en el aire no alcanza para lograr una larga vida útil de los
contactos, es por ello que existen las cámaras apaga chispas para
evitar dicho efecto. En la figura se puede observar los contactos,
uno móvil y otro fijo los que al separarse se forma el arco eléctrico
y el calor origina una corriente de aire caliente ascendente la cual provoca que el arco se
alargue y suba penetrando en la cámara apaga chispas, esto permite que el arco se subdivida
en varios arcos pequeños lo cual facilita su enfriamiento y posterior apagado. Puede haber una
bobina (soplado magnético) que produce fuerzas magnéticas estirando aún más el arco.
Tipos de interruptores termomagnéticos
Resulta interesante destacar que constructivamente estos interruptores se fabrican en dos
formatos:
 Interruptores termomagnéticos: Si bien su construcción es unipolar, se proveen en forma
bipolar, tripolar y tetrapolar. Se fabrican para tensiones hasta 500 V y corrientes que van
desde 0,5 hasta 125 A, con poder de corte de 10, 15 y 20 kA
 Interruptores de caja moldeada: Se construyen para tensiones de 1000 V y corrientes que
van desde 100 hasta 3200 A, con poder de corte de 25 a 70 kA.
Accesorios de los interruptores
A continuación, se mencionan algunas de los accesorios utilizados para agregarles otras
funciones a las mencionadas anteriormente o para otorgarles otras características operativas o
de seguridad:
 Contactos auxiliares: Se utilizan para dar señales si el interruptor está abierto o cerrado.
 Bobinas de disparo: Permite abrir el interruptor a distancia y a voluntad.
 Enclavamiento manual: Une las manijas de varios interruptores de tal forma que cuando
se abre uno se cierra el otro.

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Interruptor automático tipo guardamotor
Constructivamente es idéntico a los que se ha estudiado solo que las
curvas de respuestas de sus elementos de protección están
diseñadas y construidas de acuerdo a las características operativas de
los motores eléctricos. Se suelen proveer en un pequeño tablero de
modo que son apropiados para el caso en que se tiene un solo
motor, pero no se descarta su aplicación para un número elevado de
motores eléctricos. Se fabrican para tensiones de hasta 500 V y
potencias de motores desde 0,25 hasta 300 kW.
Fusibles
El fusible basa su funcionamiento en el principio de que al circular una corriente eléctrica por
un conductor de menor sección que el conductor a proteger de la instalación, el fusible
desarrolla una cantidad de calor mayor que el conductor de la instalación, por lo tanto cuando
la corriente adquiere valores no deseados tales que el calor desarrollado lo funde, el circuito se
abre con lo cual cesa el pasaje de corriente. Su empleo es muy difundido por su eficacia y bajo
costo, es por ello que la tensión de trabajo de los fusibles está entre 33 kV y fracciones de Volt.
Características de los fusibles
 Capacidad de ruptura: Es la máxima corriente de cortocircuito que el fusible es capaz de
interrumpir.
 Tiempo de operación: Es el tiempo en que opera el fusible para una determinada
sobrecorriente. Existen curvas características de operación.
 Limitación de la corriente de cortocircuito: Es la propiedad que poseen ciertos tipos
constructivos de fusibles de limitar el valor de la corriente de cortocircuito.
Tipos de fusibles
 Fusible de uso domiciliario: También llamados tapones, consisten en un cuerpo cilíndrico
de porcelana dentro del cual se aloja el elemento fusible por el cual circula la corriente a
proteger. El arco que se produce así como el metal fundido queda confinado dentro del
cuerpo de porcelana. Estos fusibles se montan en el circuito eléctrico mediante el uso de
un portafusibles que tiene un cuerpo de porcelana con rosca.
 Fusibles tipo cartucho Diazed: El elemento fusible se
encuentra en un cartucho de porcelana hermético el cual está
lleno con arena de cuarzo con el objeto de apagar el arco
absorbiendo la energía liberada por éste. Su característica de
fusión se denomina mediante las siglas G/L (lenta / rápida)
según normas. Se fabrican con corrientes nominales de 2 a 63
A y capacidades de ruptura ilimitada hasta 220 V y de 70 kA hasta 500 V.
 Fusibles cilíndricos: Son fusibles del tipo cartucho de dimensiones reducidas.
Se fabrican dos tipos: lentos (gL) y los ultrarrápidos (aR). Las curvas
características corriente-tiempo y de limitación de la corriente de
cortocircuito y la capacidad de ruptura son similares a la de los fusibles tipo NH.
 Fusibles de alta capacidad de ruptura o Fusibles NH: Su habilidad
consiste en interrumpir la corriente de cortocircuito en un muy breve
tiempo (0,5 ms) con lo que se minimizan los efectos de estas corrientes.
La capacidad de limitación de corriente de cortocircuito con tensiones de
hasta 500 V supera los 100 kA. La fabricación de estos fusibles se hace
por tamaños en función a las corrientes nominales, como muestra la
siguiente tabla. Si son de baja corriente no llevan nada dentro, sólo aire.
Pero si tienen que cortar corrientes elevadas suelen llevar dentro una
arena de cuarzo muy fina que hace las veces de polvo de extinción de
arco, esto eleva mucho la tensión de ruptura del fusible y evita la propagación de un arco
que le haría seguir siendo conductor.

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Tamaño Corriente nominal [A]
00 6 – 160
1 35 – 250
2 315 – 400
3 425 – 630
4 800 – 1250
Contactores
Los contactores son interruptores que presentan la particularidad de poder realizar un elevado
número de maniobras horarias y que pueden ser controlados a distancia. Se trata de un
interruptor que funciona por acción de una bobina alimentada por una tensión auxiliar de bajo
valor llamada tensión de mano o de auxiliar la cual es independiente de la tensión de la carga
propiamente dicha. Son los elementos fundamentales en los circuitos de automatización que,
asociado con ciertos elementos de protección, constituye el elemento natural para el control y
protección de los motores eléctricos. Su tensión de trabajo puede llegar desde unos pocos
Volts hasta 10 kV, señalando que en baja tensión, la conexión e interrupción se hace en aire
mientras que en los de mayores tensiones las mismas maniobras se realizan en un medio
gaseoso o vacío. Cuando circula corriente por dicha bobina, se produce un campo magnético el
cual provoca que la armadura fija atraiga a la móvil produciéndose el cierre de los contactos.
Los contactores utilizados para el control y comando de los motores eléctricos tienen
elementos de protección asociados como los fusibles, guardamotores y relé de sobrecarga.
Ver en: https://www.youtube.com/watch?v=tMIg24cHqwE
Tipos de contactores
 Contactores de potencia: Están destinados a conectar y desconectar
las corrientes de las cargas. Tienen tres contactos principales y un
número variable de contactos auxiliares, generalmente tienen dos,
uno normalmente cerrado y otro normalmente abierto. Otro de los
accesorios posibles son los bloques de contactos auxiliares
temporizados a la conexión o desconexión del circuito, a éstos se les
puede sumar circuitos filtros R-C o bien varistores para la limitación
de la tensión o diodos.
 Contactores auxiliares: También llamados relés auxiliares, se
emplean en los circuitos auxiliares como los de automatización,
control o señalización. Existen normalmente cerrados,
normalmente abiertos e inversores. Estos contactores tienen una
mayor velocidad de operación y por lo tanto, un mayor número de
maniobras por hora con respecto a los contactores de potencia.
Vida útil de los contactos
Al poder realizar un elevado número de maniobras por hora, esto lo sufren los contactos, por
lo tanto los fabricantes proporcionan tablas en donde para una determinada potencia y
corriente se pueden determinar los ciclos de maniobra que tendrá el contactor a lo largo de su
vida útil. La selección de los contactores depende de la forma de empleo que tiene el motor.
Elementos de maniobra y señalización para contactores
Son elementos que van asociados a la utilización de los contactores y se trata de los pulsadores
y luces de señalización.
Pulsadores
Deben conectar o desconectar corrientes asociadas a contactos
normalmente cerrados o abiertos. Su construcción se hace de manera tal
que se puedan montar en los frentes de los tableros además que poseen
una normalización de los colores dependiendo de la función a cumplir.

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Bornes de conexión
Son elementos que sirven para hacer la conexión
de cables, se fijan mediante un accesorio
denominado riel tipo DIN, el cual a su vez se fija a
la placa de montaje del tablero. Se fabrican para distintas corrientes nominales.
Seccionadores fusibles
Es un dispositivo de maniobra y protección en donde la
apertura o cierre se hace manualmente mediante cuchillas
especialmente fabricadas mientras que la protección queda a
cargo de los fusibles tipo NH. Estos dispositivos son
apropiados por su menor costo y simplicidad para ser
utilizados cuando la conexión o desconexión del circuito se
realiza con poca frecuencia.
Tableros eléctricos
Los tableros son equipos pertenecientes a los sistemas eléctricos y están destinados a cumplir
con algunas funciones de medición, control, maniobra y protección de los circuitos eléctricos.
Constituyen uno de los componentes más importantes de las instalaciones eléctricas, es por
ello que están siempre presentes en ellas independientemente del nivel de tensión, tipo o
tamaño. Se puede afirmar que, no es posible la ejecución y funcionamiento de ningún tipo de
instalación eléctrica sin la utilización de algún tipo de tablero eléctrico.
Tipos de tableros eléctricos destinados a viviendas
Tablero de medición
Es la que aloja al medidor de la energía eléctrica, que en el caso de una vivienda, contiene un
solo medidor. Cuando se trata de múltiples viviendas (departamentos), contiene un medidor
por cada vivienda más el medidor correspondiente a los servicios generales (iluminación de
pasillos, bombas, ascensores, etc.).
Tablero principal
Es el que recibe la alimentación de la energía eléctrica directamente desde los bornes del
medidor, alimentando las líneas seccionales y de los circuitos.
Tablero seccional
Es el que, siendo alimentado por las líneas seccionales, puede derivar en otras líneas también
seccionales o de circuito.
Partes de un tablero eléctrico destinado a viviendas

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A) Acometida. Cable de alimentación (fase, neutro y tierra) proveniente de la red de
distribución eléctrica.
B) Interruptor termomagnético seccional de 25 A.
C) Disyuntor diferencial de 25 A.
D) Interruptor termomagnético de circuito de iluminación de 10 A para un cable de 1,5 𝑚𝑚2
.
E) Interruptor termomagnético de circuito de tomacorrientes de 15 A para un cable de
2,5 𝑚𝑚2
.
F) Interruptor termomagnético de circuito de usos especiales de 20 A para un cable de
4 𝑚𝑚2
.
G) Peine de cobre de 63 A para la realización de los puentes entre los interruptores
termomagnéticos.
H) Bornera de tierra que vincula todas las tierras de la vivienda.
Circuitos eléctricos en viviendas
Líneas y circuitos
Las líneas y los circuitos, son la parte esencial de las instalaciones eléctricas, así se verán para
viviendas, oficinas y locales unitarios.
Líneas
Son los cables que conducen la energía eléctrica suficiente como para poder alimentar una
carga.
Desde el punto de vista de la cantidad de cables que la forman las líneas pueden ser:
 Bifilares: Instalación monofásica, F y N.
 Trifilares: Instalación trifásica, R, S y T.
 Tetrafilares: Instalación trifásica con neutro: R, S, T y N.
Una línea bifilar debe tener un aparato de maniobra y protección que permita desconectar al
mismo tiempo ambos cables, o sea, los que corresponden al "vivo" y al "neutro”. En los casos
de las trifásicas, el aparato deberá tener, poder desconectar los tres o cuatro cables a la vez
según el tipo que se trate de una línea trifilar o tetrafilar.
Clasificación
 Línea de alimentación: es la que vincula la red de la empresa de distribución de energía,
con los bornes de entrada del medidor de la energía eléctrica. Sobre la misma se
encuentra el elemento de protección dispuesto por la empresa distribuidora; (Sigla: LA).
 Línea principal: es la que vincula los bornes de salida del medidor de la energía eléctrica,
con los bornes de entrada del tablero principal (TP), los que constituyen el punto origen
de la instalación eléctrica del inmueble (vivienda, oficina o local, etc.); (Sigla: LP).
 Línea seccional: es la que vincula los bornes de salida de un dispositivo de maniobra y
protección de un tablero con los bornes de entrada del siguiente tablero; (Sigla: CS). La
línea seccional corresponde a la conexión de:
 El tablero principal y los tableros seccionales general o tableros seccionales.
 El tablero seccional general y los tableros seccionales.
 Línea de circuito: Es la que vincula los bornes de salida de un dispositivo de maniobra y
protección de un tablero seccional con los consumos, corresponde a los circuitos
terminales.
Circuitos
Clasificación
 Circuitos para usos generales: Son monofásicos (fase, neutro y tierra) y alimentan bocas
destinadas a la iluminación o a los tomacorrientes, que están en el interior del inmueble o
en superficies semi-cubiertas.

RESUMEN
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Estos circuitos de usos generales deben tener protección tanto en el cable vivo como en el
del neutro. O sea, en el tablero que los alimenta se debe colocar una protección bipolar
(fusibles o termo-magnéticas) cuya intensidad no debe sobrepasar los 16 A. Este tipo de
circuito puede alimentar como máximo a 15 bocas. Estos circuitos contarán con
protección en ambos polos para una corriente no mayor de 20 A y el número máximo de
bocas será de 15.
Algunos ejemplos de este tipo de circuito son aquellos en cuyas bocas se pueden conectar
luminarias (o artefactos de iluminación), ventiladores, combinación de ellos, u otras
cargas, la condición es que las mismas no consuman más de 6 A en forma permanente.
 Circuitos para usos especiales: También son circuitos monofásicos los que alimentan las
cargas que no se pueden hacer por medio de los circuitos de usos generales; porque
consumen corrientes mayores o porque están a la intemperie. En ese caso la protección
bipolar no podrá ser mayor de 32 A y el número máximo de bocas es 12.
Algunos ejemplos de este tipo de circuitos son:
 Circuitos de iluminación de uso especial, en cuyas bocas deben conectarse
exclusivamente luminarias por medio de una conexión fija o por medio de
tomacorrientes de 10 o 20 A. Este tipo de circuito, es apto para la iluminación de
parques y jardines. Debiéndose tener en cuenta el grado de protección IP de los
elementos de conexión. Se recomienda, por razones funcionales, que los circuitos
a la intemperie sean independientes.
 Circuitos de tomacorrientes de uso especial, en cuyas bocas pueden conectarse
cargas unitarias que consumen hasta 20 A. Y al igual que el caso anterior debe
tomarse las precauciones del caso en cuanto al grado de protección de los
elementos a emplearse para la conexión.
 Circuitos para usos específicos: pueden ser monofásicos o trifásicos y alimentan las cargas
no comprendidas en las definiciones anteriores. La utilización de estos circuitos en
viviendas, oficinas y locales unitarios es suplementaria y no exime de las exigencias en
cuanto al número mínimo de circuitos y de los puntos de utilización para cada grado de
electrificación. Algunos ejemplos son, ventilación forzada, accionamiento de portones,
heladeras comerciales, máquinas de un consumo apreciable en general.
A continuación, a modo de resumen se muestra una tabla comparativa con los distintos tipos
de circuitos.
Uso del circuito Designación Sigla
Cantidad máxima
de bocas
Calibre de
protección
General
Iluminación uso
general
IUG
15
16 A
Tomacorrientes uso
general
TUG 20 A
Especial
Iluminación uso
especial
IUE
12 32 A
Tomacorrientes uso
especial
TUE
Específicos
Alimentación de
pequeños motores
APM 15 25 A
Iluminación trifásica
específica
ITE 12 por fase
Responsabilidad
del
proyectista

RESUMEN
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Bocas
Se considera boca al punto de un circuito terminal donde se conecta en forma fija o con
tomacorrientes una carga. Vale aclarar que no se consideran bocas a las cajas que contienen
exclusivamente elementos de maniobra y protección (caja de paso, de derivación, de paso y
derivación), pero una boca puede ser al mismo tiempo una caja de las antes mencionadas si
dicha boca se encuentra ubicada a una altura no inferior a 1,80 m. Dicho esto, resulta
interesante definir los diferentes tipos de cajas:
 Caja de paso: Es aquella a la que ingresan y egresan el mismo número de circuitos sin que
ninguno de ellos tenga derivación alguna.
 Caja de derivación: Es aquella a la que ingresan y egresan el mismo número de circuitos
teniendo todos los por lo menos una derivación.
 Caja de paso y derivación: Es aquella a la que ingresan y egresan el mismo número de
circuitos pudiendo tener alguno de ellos derivaciones.
Circuito de alimentación a viviendas
Luego de la caja de tomacorrientes con sus fusibles, se pasa por el medidor de energía, se
ingresa al tablero principal y luego al tablero seccional el cual se colocó en el living a la
izquierda de la entrada principal, como se muestra en la primera figura de este capítulo. En el
caso de la figura, se tienen dos circuitos, uno de iluminación y otro de tomacorrientes. Se
observa que el cable para la puesta a tierra no pasa por el interruptor ni fusibles sino que se
encuentra desde los tomacorrientes hasta la tierra, dicho cable se denomina PE con una
sección mínima de 2,5 𝑚𝑚2
de color verde y amarillo.
Diseño, proyecto y cálculo de las instalaciones eléctricas
Desarrollo del proyecto
La realización de un diseño, proyecto y cálculo permite determinar dos cosas básicas a saber:
 El costo total constituye el elemento que posibilita el convenio o estudio de la realización,
involucra el cómputo de materiales, la mano de obra y otros factores que luego se
analizarán.
 Reunir los elementos para realizar la obra es lo que permite al instalador ejecutar la obra
que ha sido concebida, con la mínima pérdida de tiempo de ejecución y en forma segura.
Para la realización de un proyecto se debe conocer las características constructivas del edificio,
luego, se debe realizar el cálculo de la demanda de potencia máxima simultánea y con ello, se
determina la energía eléctrica que demandara de la red de distribución.
Determinación de la demanda de potencia máxima simultánea en las instalaciones eléctricas
A partir de la identificación del inmueble y de la superficie del mismo, se analizará cuál es la
cantidad mínima de circuitos que debe tener, y luego se podrá calcular la demanda de
potencia que tendrá la instalación eléctrica a ejecutar.
Para comprender mejor el tema resulta interesante dar algunas definiciones:
 Grado de electrificación: Es un atributo determinado del inmueble asociado a su superficie
y que se establece con el objetivo de determinar el número de circuitos y puntos de
utilización que deberían considerarse como mínimo. Los inmuebles pueden tener los
siguientes cuatro grados de electrificación: mínimo, medio, elevado y superior.
 Demanda de potencia máxima simultánea calculada: Es la potencia que se determina con
el procedimiento de cálculo explicado a continuación el cual no incluye la potencia de los
circuitos específicos.
 Potencia a contratar: Es la potencia que se acuerda con la empresa distribuidora.
 Superficie: Es la que corresponde a la superficie cubierta del inmueble más el 50 % de la
superficie semi-cubierta.
 Inmuebles: Se consideran como tales a las viviendas, oficinas y locales unitarios.

RESUMEN
14
A continuación, se muestra una tabla en la que se relacionan algunos de los conceptos
descriptos anteriormente:
Grado de electrificación Superficie
(Límite de aplicación)
Demanda de potencia
máxima simultánea
calculada
Mínimo Hasta 60 𝑚2 Hasta 3,7 kVA
Medio Entre 60 𝑚2
y 130 𝑚2 Hasta 7 kVA
Elevado Entre 130 𝑚2
y 200 𝑚2 Hasta 11 kVA
Superior Más de 200 𝑚2 Más de 11 kVA
Determinación de la demanda de potencia máxima simultánea
Para lograr determinar el grado de electrificación es necesario seguir los pasos que se detallan
a continuación.
1) Se determina la superficie del inmueble, es la cubierta más el 50 % de la semi-cubierta
(aleros, cerramientos), o sea, aquellos lugares en donde se hace algún tipo de
construcción del tipo liviana o las destinadas a la protección contra la lluvia, por ejemplo.
2) Con la superficie determinada y a través de la tabla anterior, se predetermina un grado de
electrificación (mínimo, medio, etc.).
3) El grado de electrificación predeterminado anteriormente permite conocer el tipo y
número de circuitos mínimos correspondientes a las viviendas, según se indica en la Tabla
Nº 7.02.
4) Usando las tablas N° 7.03, 7.04 y 7.05 que corresponda al grado de electrificación
anteriormente predeterminado, se contabilizan los puntos de utilización mínimos o bocas.
Es necesario destacar el término mínimos, ya que no se limitan las cantidades de estos
puntos, que en definitiva se fijarán de acuerdo a la funcionalidad o predilección del
usuario, lo cual a su vez está relacionado con el diseño del inmueble.
5) Se procede al cálculo de la demanda de potencia máxima simultánea empleando las
Tablas N° 7.06 y 7.07.
6) AI resultado obtenido se podrán aplicar los coeficientes de simultaneidad de la Tabla N°
7.07, si una vez que se aplicaron los mismos, ocurriera que la potencia máxima simultanea
así calculada correspondiese a un grado de electrificación inferior, a todos los efectos se
mantendrá el grado de electrificación anterior a la aplicación del coeficiente de
simultaneidad.
7) A modo de reunir y ver el cálculo se confecciona la Tabla N° 7.08.
Llevado a cabo este procedimiento, pueden ocurrir dos cosas:
 Que el resultado sea igual o menor a los límites de potencias (en cada caso) al indicado en
la tabla, en cuyo caso esta etapa del cálculo ha terminado.
 Que el resultado sea mayor a los límites de potencias indicados en la Tabla Nº7.01,
entonces se rehace el cálculo utilizando un grado de electrificación mayor.
Ver tablas 7.03, 7.04 y 7.05 páginas 69 y 70; las cuales muestran el número mínimo de bocas
en función al grado de electrificación.

RESUMEN
15
Diseño y proyecto de las instalaciones eléctricas de las viviendas
Llaves y tomacorrientes
El interruptor de las llaves de iluminación debe ubicarse de tal forma que la persona realice el
menor esfuerzo y encuentre con facilidad la llave en la oscuridad. Los tomacorrientes bajos son
cómodos pero peligrosos, el peligro desaparece con los tomacorrientes de seguridad.
En general, se recurre a colocar llaves y tomacorrientes juntos a 1,30 m del piso en una misma
caja rectangular con el objeto de reducir los costos, vale aclarar que ésta disposición no es
funcionalmente aceptable.

RESUMEN
16
Dimensionamiento de cables y sus protecciones
A continuación, se analiza el dimensionamiento de los cables y elementos necesarios en la
instalación eléctrica de una vivienda.
Para el dimensionamiento de los cables se deben satisfacer simultáneamente las siguientes
condiciones:
 Condición mecánica
 Condiciones eléctricas
 Calentamiento
 Caída de tensión
 Cortocircuito
Condición mecánica
Ésta condición no se tiene en cuenta en viviendas individuales, pero en el caso de viviendas
múltiples (departamentos) de muchos pisos, los cables que se tienden por los montales están
sometidos a esfuerzos debido a su propio peso, esto se evita fijando los cables a su soporte
(bandejas).
Condiciones eléctricas
Calentamiento
La pérdida de calor al medio que lo rodea es mayor cuanto más grande es el salto de
temperaturas, por lo que se llega a un estado de equilibrio térmico a partir del cual la
temperatura del cable no se eleva más, esa es la temperatura limite o de funcionamiento.
La experiencia junto con razonamientos analíticos ha determinado cuál debe ser la corriente
de servicio de un cable en función a su sección, la siguiente tabla muestra dichos valores de
corriente:
Caída de tensión
La caída de tensión depende de la longitud de los cables, es por ello que en inmuebles
pequeños no es tan importante. En los edificios grandes de varios pisos las distancias entre
tableros son importantes por lo que, en este caso, debe tenerse más en cuenta dicho efecto.
Resulta interesante mencionar que la sección del cable se puede determinar sobre la base del
calentamiento y luego se verifica la caída de tensión en dicho cable, ésta verificación se la
realiza observando la siguiente tabla, la cual muestra las caídas de tensiones admisibles:

RESUMEN
17
Cortocircuito
Las fuentes de energía eléctrica (generadores, transformadores, baterías, etc.) tienen la
propiedad de suministrar una corriente estable nominal en forma continua de acuerdo a su
capacidad pero también tienen la posibilidad de suministrar una corriente extraordinaria
durante un breve lapso de tiempo ya que se destruye la fuente de energía correspondiente,
dicha corriente se la denomina corriente de cortocircuito.
Esta corriente de cortocircuito o de régimen transitorio provoca el inmediato deterioro de los
aislamientos o incendios debido al calentamiento y desprendimientos de cables provocados
por las fuerzas magnéticas. Debido a ello, los cables deben estar preparados en su diseño para
soportar dichos esfuerzos adicionales, es por ello que la sección se deberá hacer
contemplando la corriente de cortocircuito durante el tiempo que le permitan las protecciones
asociadas a dichos cables (fusibles e interruptores termomagnéticos).
A continuación, se expresan relaciones matemáticas para el cálculo de la sección del conductor
en función del tiempo de apertura del dispositivo de protección:
 Dispositivos de protección con tiempos de apertura inferiores a 0,1 segundos:
𝑘2
. 𝑆2
≥ 𝐼2
. 𝑡
En donde:
 𝑘 = coeficiente que relaciona el material del conductor y su aislamiento.
 𝑠 = sección nominal del cable en 𝑚𝑚2
.
 𝐼2
. 𝑡 = máxima energía específica pasante aguas debajo de la protección.
 Dispositivos de protección con tiempos de apertura entre a 0,1 y 5 segundos:
𝑆
𝑘
≥
𝐼𝑐𝑐 . √𝑡
𝑘
En donde:
 𝑘 = coeficiente que relaciona el material del conductor y su aislamiento.
 𝑠 = sección nominal del cable en 𝑚𝑚2
.
 𝐼𝑐𝑐 = corriente de cortocircuito estimada expresada en valor eficaz.
 𝑡 = duración del cortocircuito en segundos
Fuerza motriz
Circuitos de fuerza motriz
Se llaman circuitos de fuerza motriz y se simbolizan con las iniciales FM, a los que realizan las
transformaciones de la energía eléctrica en gran escala sin considerar los circuitos de
iluminación. La utilización de los motores eléctricos en las viviendas se hace en los
electrodomésticos utilizando motores monofásicos, en cambio para los equipos de los
servicios centrales (bomba de agua, ascensores, etc.) se utilizan motores trifásicos.
Arranque de los motores eléctricos
Debido al gran consumo de los motores eléctricos durante su arranque (entre 5 y 7 veces la
corriente nominal), existen métodos de arranque a tensión reducida como: estrella-triángulo,
con resistencias estatóricas, mediante un transformador de arranque, con arrancadores suaves
o con convertidores de frecuencia. A continuación se analizara el arranque estrella-triángulo.
Arranque directo
El motor se conecta directamente a la instalación eléctrica, éste método se puede realizar si la
carga acoplada lo admite, ya que significa un esfuerzo mecánico y eléctrico muy por encima de
los valores nominales de trabajo. Es importante tener el conocimiento si la caída de tensión
que le provoca a la instalación eléctrica a la cual se hace la conexión es menor al 10 % de la
tensión nominal, ya que si es mayor provoca alteraciones a la misma. Es el sistema más simple
de hacer arrancar un motor.

RESUMEN
18
En las figuras siguientes se muestran los circuitos de potencia y comando respectivamente
para realizar un arranque directo.
Arranque estrella-triángulo
Este procedimiento de arranque a tensión reducida es el más simple, consiste en suministrarle
dos tensiones al motor mediante una apropiada conmutación. Esta conmutación puede
realizarse mediante la acción de un contactor y un temporizador.
Este tipo de arranque consiste en poner en marcha al motor conectado en estrella para que la
tensión en cada bobina del estator sea de 220 V y luego de que alcanzo su velocidad nominal,
se lo pasa mediante un contactor a triángulo funcionando así a su tensión nominal 380 V. Con
ésta maniobra, se llega a reducir la corriente de arranque a dos veces con lo cual reduce el
efecto de caída de tensión en la instalación eléctrica.
En las figuras siguientes se muestran los circuitos de potencia y comando respectivamente
para realizar un arranque estrella-triángulo.

RESUMEN
19
Control y protección de los motores eléctricos
Los motores eléctricos requieren de al menos dos tipos básicos de protecciones, una por
cortocircuito y otra por sobrecarga, es por ello que se pueden utilizar fusibles, guardamotores
e interruptores térmicos o termomagnéticos para proteger al motor de dichas situaciones.
Es por ello que el tablero de alimentación del motor eléctrico se compone de los elementos de
maniobra (interruptores y contactores), de protección del motor (guardamotores, fusibles e
interruptores termomagnéticos) y de protección de las personas (interruptores diferenciales).
Instalaciones eléctricas en edificios
Etapas del proyecto de instalaciones electrotécnicas en edificios
Los elementos a tener en cuenta en el diseño de un proyecto se indican a continuación:

RESUMEN
20
Estructura general para la elaboración de un proyecto
Descripción de los componentes de un proyecto electrotécnico de un edificio
A continuación se describirán las pautas generales para los componentes básicos de un
proyecto electrotécnico de un edificio.

RESUMEN
21
 Índice general: Contiene todos los índices de los diferentes documentos básicos del
proyecto.
 Memoria: Una vez definido el proyecto y sus especificaciones, se elaborará el documento
de la memoria, el cual es el documento más importante en un proyecto dado que la
información que en él figura es básica para la realización de la instalación eléctrica.
 Anexos: Está formado por los documentos que desarrollan, justifican o aclaran apartados
específicos de la memoria u otros documentos básicos del proyecto.
 Planos: Contienen la información gráfica, alfanumérica, de códigos y de escala necesaria
para su comprensión.
 Presupuesto: El presupuesto establecerá el alcance de los precios, indicando claramente si
incluyen o no conceptos tales como: gastos generales y beneficio industrial / impuestos,
tasas y otras contribuciones / seguros / costes de certificación y visado / permisos y
licencias / cualquier otro concepto que influya en el coste de materialización del objeto
del proyecto.
 Aseguramiento de la calidad: Este apartado podría figurar en la memoria, pero debido a la
importancia del tema, se considera oportuno exponerlo en un punto independiente. Se
trata de conseguir el aseguramiento de la calidad tanto en el diseño como en la
instalación, para lo cual se define en el proyecto una serie de requisitos de calidad como
por ejemplo: Control del diseño / Ensayos de recepción / Verificación de la instalación
(condiciones generales y condiciones de rechazo) / Pruebas de servicio. Los temas que se
presentan en el apartado de calidad no presuponen que en todos los proyectos deban de
figurar y, en cambio, se especifiquen otros no incluidos aquí.
Potencia eléctrica total de un edificio
Para la estimación de la potencia eléctrica que requiere un edificio, deben tenerse en cuenta
dos aspectos fundamentales:
 Características del edificio.
 Factor de simultaneidad.
Características del edificio
La evaluación de la potencia eléctrica en un edificio, es un factor que no solo depende del
diseño de la instalación, sino de las particularidades de uso del propietario, la mayoría de las
veces indeterminadas.
Por tal motivo, a falta de datos precisos se puede considerar la suma de las potencias máximas
simultáneas, determinadas en el edificio mediante el procedimiento realizado para la
verificación del grado de electrificación indicado precedentemente.
Factor de simultaneidad
Para el análisis de la potencia total consumida por una instalación, debe tenerse en cuenta la
posibilidad de que no se conecten todos los artefactos al mismo tiempo, por lo que se define el
factor de simultaneidad, como la relación entre la potencia máxima consumida sobre la
potencia total instalada.
Vale aclarar que la potencia total que determina el grado de electrificación del proyecto debe
establecerse en base a la suma de los consumos de esos circuitos.
En el conjunto de la instalación de un edificio, también existe simultaneidad en el uso de los
distintos circuitos entre sí. En general, para instalaciones pequeñas puede tomarse ese factor
igual a uno, dado que es probable que puedan llegar a operar todos los circuitos en forma
simultánea, pero a medida que el tamaño de la instalación aumenta, el factor de
simultaneidad tiende a decrecer.
De esa manera, la carga total del edificio se establece sumando las demandas de potencia
máxima simultánea que fueron las que se determinaron para verificar el grado de
electrificación de cada unidad, multiplicado por ese coeficiente de simultaneidad.
Ver ejemplo del cálculo de la potencia eléctrica total de un edificio en: 2 - Instalaciones
Eléctricas en Inmuebles – Edificios, página 83.

RESUMEN
22
Seguridad eléctrica
Introducción
Este documento se divide en tres partes principales:
 Aspectos normativos (definiciones, clasificación sobre los sistemas de distribución,
disposiciones sobre protección, etc.).
 Soluciones para la protección contra defecto a tierra y contactos indirectos.
 Discriminación de las protecciones contra defecto a tierra.
Pérdidas del aislamiento
La pérdida de aislamiento entre conductores normalmente en tensión y piezas conductoras
expuestas puede generar un defecto, lo que normalmente se denomina defecto a tierra.
Las causas principales de la pérdida de aislamiento son:
 Deterioro temporal de las propiedades dieléctricas (grietas en las gomas aislantes, etc.).
 Rotura mecánica (p. ej. corte de un cable en el suelo por parte de una excavadora).
 Entornos especialmente agresivos (presencia de polvo, humedad, contaminación, etc.).
 Sobretensiones de origen atmosférico o debido a conmutaciones eléctricas.
 Acción de roedores.
 Excitación de piezas conductoras expuestas.
 Arcos eléctricos localizados y sobrecalentamientos subsiguientes.
 Perturbaciones en los sistemas de telecomunicaciones.
 Fenómenos de erosión de los electrodos de tierra.
Clasificación de los sistemas de distribución eléctrica
Para seleccionar el dispositivo adecuado para la protección contra defectos a tierra, es
necesario conocer el sistema de distribución de la instalación. La norma internacional IEC
60364-3 clasifica los sistemas eléctricos empleando una combinación de dos letras.
La primera letra indica la conexión del sistema de alimentación con la tierra:
 T = conexión directa a tierra de un punto, normalmente el neutro, en sistemas CA.
 I = todas las partes en tensión aisladas de tierra o un punto, normalmente el neutro,
conectados a tierra a través de una impedancia.
La segunda letra indica la relación entre las piezas conductoras expuestas de la instalación y
tierra:
 T = conexión eléctrica directa entre las piezas conductoras expuesta y tierra.
 N = conexión eléctrica directa entre las piezas conductoras expuestas y el punto
conectado a tierra del sistema de alimentación.
Las letras posteriores, si las hubiere, indican la disposición de los conductores de protección y
neutro:
 S = cable de protección y neutro realizados por conductores independientes.
 C = cable de protección y neutro combinados en un único conductor (conductor PEN).
Consideraciones generales sobre el neutro y el conductor de protección
Antes de comenzar a analizar los sistemas de alimentación, resulta interesante aclarar el
funcionamiento del conductor neutro. El conductor neutro es un conductor en tensión que
está conectado al punto neutro del sistema y que puede contribuir a la transmisión de energía
eléctrica.
Sus otras funciones son:
 Facilitar una tensión 𝑈0 = 220 𝑉 que es distinta de la tensión entre fases (Figura 1).
 Hacer que las cargas monofásicas sean funcionalmente independientes entre sí (Figura 2).
 Limitar el desplazamiento del centro estrella en presencia de cargas trifásicas
desequilibradas.
 Realizar también la función de conductor de protección (PEN), en condiciones específicas.

RESUMEN
23
Tipos principales de sistemas de alimentación
Sistema TT
En sistemas TT, el neutro y las piezas conductoras expuestas están conectados a electrodos de
tierra eléctricamente independientes (Figura 1); por lo tanto, la corriente de defecto a tierra
vuelve al nudo de alimentación a través del suelo (Figura 2). En este tipo de instalaciones
eléctricas, el neutro suele estar distribuido y su función es hacer que la tensión de fase (p. ej.
230 V) esté disponible para la alimentación de las cargas monofásicas de instalaciones civiles.
Figura 1 Figura 2
Sistema TN
En sistemas TN, el neutro está conectado a tierra directamente, mientras que las piezas
conductoras expuestas están conectadas a la misma conexión a tierra del neutro.
Los sistemas eléctricos TN pueden dividirse en tres tipos dependiendo de si el neutro y los
conductores de protección están separados o no, el último tipo es combinación de ambos:
 TN-S: el conductor neutro N y el conductor de protección PE están separados.
 TN-C: el conductor de protección y neutro están combinadas en un único conductor,
llamado PEN.
En sistemas TN, la corriente de defecto a tierra vuelve al nudo de alimentación a través de una
conexión metálica directa (conductor PE o PEN) sin afectar prácticamente al electrodo de
tierra.

RESUMEN
24
Sistema IT
Los sistemas IT no tienen piezas activas conectadas a tierra directamente, pero pueden tener
piezas en tensión conectadas a tierra a través de una impedancia de valor elevado. Todas las
piezas conductoras expuestas, por separado o en grupo, están conectadas a un electrodo de
tierra independiente. La corriente de defecto a tierra vuelve al nudo de alimentación a través
de la conexión a tierra de las piezas conductoras expuestas y de las capacidades parásitas a
tierra de los conductores de línea.
Protección contra contactos indirectos
Se define como contacto indirecto al contacto eléctrico entre personas y piezas conductoras
expuestas que han pasado a estar en tensión en condiciones de defecto.
Protección contra contactos indirectos por desconexión automática del circuito
La norma IEC 60364 dispone la desconexión automática de la alimentación para la protección
contra contactos indirectos. El dispositivo de protección desconectará automáticamente la
alimentación para que, en caso de un defecto entre una pieza en tensión y una pieza
conductora expuesta o un conductor de protección la tensión de contacto supuesta superior a
50 V CA (25 V en entornos especiales) no persista durante un tiempo suficiente para provocar
un efecto fisiológico dañino en una persona en contacto con piezas conductoras accesibles
simultáneamente.
Esta medida protectora requiere coordinación entre la conexión a tierra del sistema y las
características de los dispositivos y conductores de protección.
Los dispositivos adecuados para la desconexión automática de la alimentación y capaces de
detectar las corrientes de defecto a tierra son:
 Interruptores automáticos con relé magnetotérmico.
 Interruptores automáticos con relé electrónico basado en microprocesador.

RESUMEN
25
 Interruptores automáticos con relé electrónico basado en microprocesador con protección
integrada contra defecto a tierra (función G).
 Interruptores automáticos magnetotérmicos electrónicos con relés diferenciales
integrados.
 Interruptores o disyuntores diferenciales puros.
 Relés diferenciales.
A continuación se explica el funcionamiento de los aparatos que ofrece el mercado:
Interruptores o disyuntores diferenciales puros
El principio de funcionamiento del relé diferencial consiste en detectar la corriente de defecto
a tierra a través de un transformador toroidal que incluye todos los conductores en tensión y
el neutro, si está distribuido. En presencia de un defecto a tierra, si la suma vectorial de las
corrientes supera el valor de regulado (30 mA), se induce una corriente en la parte del
secundario del toroide enviando una señal de mando a una bobina de disparo suficiente como
para provocar la apertura del interruptor automático.
El uso de interruptores diferenciales para la protección contra contactos indirectos es
absolutamente necesario, por ejemplo, en los casos siguientes.
 Sistema de distribución TT: como ya se ha visto, la corriente de defecto vuelve a la fuente
de alimentación a través del suelo y es de valor reducido, en comparación con la corriente
de disparo instantáneo de un interruptor automático magnetotérmico.
 La conexión a tierra de las piezas conductoras expuestas es deficiente.
Interruptores automáticos con relé electrónico basado en microprocesador con protección
integrada contra defecto a tierra (función G)
El principio de funcionamiento de la función G es similar al de la protección diferencial, pero la
suma vectorial de las corrientes la procesa un microprocesador y no hay transformadores
toroidales. La función G de los relés permite ajustar el umbral de corriente de disparo entre 0,2
y 1 vez la corriente nominal del interruptor automático, y retardos entre 0,1 y 1 s.

RESUMEN
26
Protección contra contactos indirectos en sistemas TT y TN
En sistemas TT, pueden utilizarse los siguientes dispositivos para la protección contra
contactos indirectos:
 Interruptores automáticos con relés magnetotérmicos.
 Interruptores automáticos con relés electrónicos.
 Dispositivos de protección diferencial.
Protección contra contactos indirectos en sistemas IT
En sistemas IT, las normas establecen las siguientes condiciones:
 No requieren la desconexión automática de la alimentación del circuito cuando se
produce un defecto.
 Se realiza la desconexión automática de la alimentación del circuito si se produce un
segundo defecto cuando el primero no se ha eliminado, aplicando disposiciones análogas
a los sistemas TT o TN, en función del tipo de conexión a tierra de las piezas conductoras.
 Requieren monitorización del aislamiento a tierra de la red, de modo que se indique la
aparición de cualquier defecto.
Protección contra contactos indirectos sin desconexión automática del circuito
Además de la protección contra contactos indirectos mediante desconexión automática del
circuito, las normas de instalación permiten llevar a cabo este tipo de protección sin
desconexión automática con ventajas evidentes para la continuidad del servicio; estas
protecciones se consideran medidas preventivas porque se emplean para evitar condiciones
peligrosas.
Las medidas principales son las siguientes:
 Protección mediante el uso de equipo de Clase II o aislamiento equivalente: Esta
protección se facilita a través del uso de equipo eléctrico con características definidas (de
construcción y de otro tipo), que garanticen la protección contra contacto indirecto. Esta
protección puede ser mediante aislamiento doble, completo, suplementario aplicado a un
equipo eléctrico o reforzado aplicado a partes activas desnudas.
 Protección mediante zonas no conductoras: La protección mediante zonas no conductoras
consiste en facilitar, a través del entorno, disposiciones específicas (separación,
interposición de obstáculos y aislamiento) adecuadas para evitar contactos simultáneos
con piezas a distintos potenciales. Debido a sus características especiales, este método de
protección nunca puede aplicarse en edificios civiles y similares.
 Protección mediante conexión equipotencial local libre de tierra: Este tipo de protección
consiste en la interconexión de todas las piezas conductoras expuestas accesibles
simultáneamente. Al utilizar este método, pueden producirse problemas en caso de
disparo de una conexión equipotencial, que podría exponer a las personas a diferencias
de potencial peligrosas en la instalación. Esta medida de protección no puede aplicarse
nunca en edificios civiles y similares y, debido a las dificultades para satisfacer las
condiciones requeridas, hay pocos lugares que tengan las características adecuadas.
 Protección mediante separación eléctrica: La protección mediante separación eléctrica
consiste en proporcionar una separación eléctrica entre la fuente de alimentación y el
aparato alimentado, utilizando un transformador de aislamiento o una fuente de
alimentación con un grado de seguridad equivalente. El transformador utilizado para
obtener esta separación puede ser un transformador sencillo o un autotransformador,
pero debe tener unas características que garanticen el aislamiento eléctrico.
Protección contra contactos directos
La protección de personas y animales contra contactos directos implica evitar los peligros que
pueden derivarse del contacto con piezas en tensión de la instalación.
Para evitar dicho contacto, es necesario habilitar una instalación eléctrica que tenga
características definidas de modo que se garantice la seguridad de las personas.

RESUMEN
27
Las medidas de seguridad se pueden dividir en:
 Protecciones totales: Evitan que las personas toquen intencionalmente o no a las piezas
en tensión y son medidas que suelen adoptarse en caso de instalaciones accesibles para
personas sin conocimientos técnicos adecuados (personas ordinarias).
 Protecciones parciales: Las medidas empleadas en ubicaciones accesibles solamente para
personas formadas son protecciones parciales definidas, ya que proporcionan protección
contra contacto accidental pero no intencionado.
Las principales medidas para la protección contra contactos directos son:
 Tapar completamente las piezas en tensión con aislamiento que sólo puede ser retirado
destruyéndolo (en este caso la protección es total);
 Colocar las piezas en tensión dentro de armarios o con barreras que proporcionen como
mínimo un grado de protección IP2X o IPXXB; en cuanto a superficies horizontales al
alcance y mayores que las barreras o los armarios, es necesario un grado de protección
mínimo IPXXD o IP4X (la protección es total);
 El uso de obstáculos destinados a evitar el contacto accidental con piezas en tensión (la
protección sólo evita el contacto accidental, pero no el intencionado y por lo tanto sólo es
una protección parcial);
 La colocación de piezas en tensión fuera del alcance para evitar el contacto accidental con
estas piezas (protección parcial);
 El uso de dispositivos de protección diferencial con una sensibilidad de funcionamiento no
superior a 30 mA.
Sobretensiones
Las sobretensiones eléctricas son incrementos de tensión que pueden causar graves
problemas a los equipos conectados a las líneas, desde su envejecimiento prematuro a
incendios o destrucción de los mismos.
La coordinación del aislamiento en BT es la adecuación realizada entre los diversos valores de
sobretensiones que pueden aparecer en la red eléctrica (o en una instalación) y la rigidez
dieléctrica a las sobretensiones de los materiales que aquélla alimenta, teniendo en cuenta la
posibilidad de incluir en dicha red dispositivos limitadores.
Esta disciplina brinda una mayor seguridad a equipos y materiales aumentando la
disponibilidad de energía eléctrica.
Tipos de sobretensiones
Se consideran cuatro tipos de sobretensiones:
 Externas
 De origen atmosférico. Protección: Pararrayos.
 Por descarga electrostática. Triboelectricidad.
 Internas
 De maniobra. Transitorios. Protección:
 Limitadores de sobretensión
 Filtros
 Supresores de transitorios
 A frecuencia industrial.

RESUMEN
28
Eje Temático nº 2
Aparatos y
Sistemas de
Protección y
Maniobra

RESUMEN
29
Unidad nº 2: Aparatos y Sistemas de Protección y
Maniobra
Fallas en circuitos eléctricos
Corriente de sobrecarga
Todo componente de un equipo ha sido calculado para una determinada potencia nominal a
una determinada corriente nominal. Estos valores nominales tienen validez bajo determinadas
condiciones las cuales están definidas en las distintas normas y códigos nacionales e
internacionales. Como ejemplo se puede tomar la potencia nominal de motores con
aislamiento clase B de acuerdo a VDE 0530. Esta tiene validez cuando se cumplen los
siguientes requisitos:
 Frecuencia 50 Hz
 Máxima sobretemperatura 80 K
 Temperatura limite 130 ºC
 Montaje en altitudes hasta 1000 m sobre nivel del mar
Si son mantenidos estos valores, entonces el motor tiene una determinada vida útil probable.
Si se excede uno de estos valores, hay que contar con una sobrecarga del motor, aun si este
trabaja a potencia nominal. Si no se reduce el suministro de potencia, la temperatura del
motor alcanza valores extremamente altos lo cual reduce su vida útil. Mientras más elevada
sea y más dure la sobretemperatura, más rápidamente se reduce la vida útil a como
normalmente se dice más prematuramente envejece el material de aislamiento. Como regia
general se puede decir, que la vida útil de un aislamiento se reduce a la mitad, cuando este se
expone a una sobretemperatura permanente de 10 K.
La siguiente representación gráfica muestra las corrientes del motor y de su protección:
Corriente de cortocircuito
La corriente de cortocircuito se define como una sobrecorriente producida por un fallo de
impedancia despreciable, entre dos conductores activos que presentan una diferencia de
potencial en condiciones normales de servicio. El cortocircuito es el contacto directo de dos
puntos con potenciales eléctricos distintos, en corriente alterna (entre fases, fase y neutro o
fase y masa) y en corriente continua (entre los dos polos o entre un polo y masa).
Sobreintensidades elevadas destruyen el aislamiento en un tiempo relativamente corto, lo cual
puede conducir a arcos perturbadores y finalmente a cortocircuitos. EI cortocircuito es sin
lugar a dudas la más severa y molesta falla en un equipo eléctrico, además es origen de un

RESUMEN
30
cese de la producción en fábricas. Esto puede transformarse en graves y elevadas
consecuencias económicas.
Los cortocircuitos se forman generalmente por medio de arcos perturbadores. Estos destruyen
no solamente partes del equipo, sino también ponen en peligro al personal operador del
mismo. Además hay que incluir que elevadas corrientes de cortocircuito ejercen enormes
fuerzas mecánicas de origen magnético en los componentes del equipo que se encuentran en
su circuito y los calientan en tiempos extremadamente cortos a temperaturas elevadas.
Las fuerzas dinámicas son directamente proporcionales al cuadrado del valor pico 𝐼𝑠, en
cambio el esfuerzo térmico depende del cuadrado del valor efectivo de la corriente de corto 𝐼𝑘
y de su duración 𝑡, o sea de su valor calorífico 𝐼𝑘
2
. 𝑡.
EI valor de la corriente de cortocircuito es una función de la impedancia que se encuentra en la
derivación desde el generador hasta el punto del cortocircuito. Decisivas en redes de baja
tensión son la resistencia del transformador y la de los cables y conductores.
La dependencia de la corriente de cortocircuito de la potencia 𝑃, y de la tensión de
cortocircuito 𝑈𝑘 del transformador esta ilustrada en la fig. 2. Entre el transformador y el punto
de cortocircuito se encuentran las resistencias de los conductores. Del diagrama de la fig. 3 se
puede obtener la corriente de cortocircuito 𝐼𝑘 en función de la longitud y sección del
conductor en una acometida con un transformador de 2000 kVA, 400 V, 50 Hz.
El dimensionamiento de las instalaciones eléctricas y de los materiales que la componen, así
como la elección de los sistemas de protección que en ella se instalan, precisan del cálculo de
las 𝐼𝑐𝑐 en puntos estratégicos de la red para asegurar y verificar que no se produzcan daños
indeseables en las mismas.
En general, todas las instalaciones eléctricas deben estar protegidas contra los cortocircuitos y
esto, salvo excepción, en cada punto que se presenta una discontinuidad eléctrica, lo que
corresponde generalmente con un cambio de sección de los conductores.
En la práctica, los valores de corriente de cortocircuito que se deben calcular son:
 Corriente mínima de cortocircuito: Esta corriente corresponde a un cortocircuito
producido en la carga (motor eléctrico), ya que en dicha ubicación, la impedancia del
circuito a considerar es máxima, por lo tanto la corriente de cortocircuito es mínima. Con
su valor se determina la elección de la curva de disparo de los interruptores automáticos y
fusibles, especialmente cuando la longitud de los cables es importante y la fuente o
generador es relativamente de alta impedancia.

RESUMEN
31
 Corriente máxima de cortocircuito: Esta corriente corresponde a un cortocircuito
inmediatamente aguas abajo de los bornes de la fuente de alimentación (generador o
transformador) o de un elemento de protección, ya que en dicha ubicación, la impedancia
del circuito a considerar es mínima, por lo tanto la corriente de cortocircuito es máxima.
Debe calcularse con una precisión aceptable y ante la incertidumbre se debe adoptar un
margen de seguridad. Con su valor se determina:
 El poder de corte (PdC) de los interruptores automáticos.
 El poder de cierre de los dispositivos de maniobra.
 La solicitación electrodinámica de conductores y componentes.
Tipos de cortocircuitos
Considerando el modo en que se producen, los cortocircuitos se pueden clasificar en:
 Monofásicos: 80 % de los casos.
 Bifásicos: 15 % de los casos.
 Trifásicos: 5 % de los casos.
En la siguiente figura se representan los diferentes tipos de cortocircuitos, vale aclarar que el
sentido de las flechas indica la circulación de la corriente de cortocircuito, el cual es arbitrario.
Cálculo de la corriente de cortocircuito por el método de las impedancias
Las normas proponen varios métodos de cálculo de la corriente de cortocircuito, aquí
solamente se desarrollará el método de las impedancias. El principio de este método está
basado en determinar las corrientes de cortocircuito a partir de la impedancia que representa
el circuito recorrido por la corriente del defecto.
Esta impedancia se calcula una vez que se han totalizado separadamente las diferentes
resistencias y reactancias del circuito del defecto, incluida la fuente de alimentación, hasta el
punto considerado. La corriente de cortocircuito se calcula con la ley de Ohm: 𝐼𝑐𝑐 = 𝑈𝑛/ ∑ 𝑍.

RESUMEN
32
Consideraciones generales
Las hipótesis empleadas son:
 La red considerada es radial y su tensión nominal está comprendida entre la BT y la AT (sin
rebasar los 230 kV, límite impuesto por la norma IEC 60909).
 La corriente de cortocircuito, al producirse un cortocircuito trifásico, se supone
establecida simultáneamente en las tres fases (simétrica).
 Durante el cortocircuito, el número de fases afectadas no se modifica: un defecto trifásico
sigue siendo trifásico y un defecto fase-tierra sigue siendo fase-tierra.
 Durante todo el tiempo del cortocircuito, tanto las tensiones que han provocado la
circulación de corriente como la impedancia de cortocircuito no varían de forma
significativa (se consideran constantes).
 Los reguladores o conmutadores de tomas de los transformadores se suponen situados en
posición intermedia (en el caso de un cortocircuito alejado de los alternadores, se pueden
ignorar las posiciones reales de los conmutadores de tomas de los transformadores).
 No se tienen en cuenta las resistencias del arco.
 Se desprecian todas las capacidades de las líneas.
 Se desprecian las corrientes de carga nominales.
Determinación de las impedancias del circuito
Impedancia de la red
Esta Impedancia engloba las impedancias de la red aguas arriba de la instalación en cuestión,
en la mayor parte de los cálculos no se va más allá del punto de suministro de energía.
El conocimiento de la red aguas arriba se limita generalmente a las indicaciones facilitadas por
la compañía distribuidora, es decir, únicamente a la potencia de cortocircuito 𝑆𝑐𝑐 (en MVA) en
el punto de conexión a la red. Por lo tanto, la impedancia de la red viene dada por:
𝑍𝑎 =
𝑈2
𝑆𝑐𝑐
; 𝑠𝑖𝑒𝑛𝑑𝑜 𝑈 = 𝑡𝑒𝑛𝑠𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑟𝑒𝑑 𝑒𝑛 𝑣𝑎𝑐í𝑜
Impedancia interna del transformador
Esta impedancia se calcula en función a la tensión de cortocircuito del transformador
expresada en porcentaje.
Resulta interesante mostrar los valores de tensión de cortocircuito normalizada para los
transformadores de media y baja tensión de distribución pública en función de su potencia
aparente nominal.
Potencia del transformador MT/BT [kVA] ≤ 630 800 1000 1250 1600 2000
Tensión de cortocircuito [% . 𝑼] 4 4,5 5 5,5 6 7
𝑍𝑡𝑟 =
𝑈𝑐𝑐 . 𝑈2
𝑆𝑛
; 𝑠𝑖𝑒𝑛𝑑𝑜 𝑆𝑛 = 𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑓𝑜𝑟𝑚𝑎𝑑𝑜𝑟
Impedancia de conductores y barras
La impedancia de las líneas 𝑍𝐿 depende de sus componentes: resistencia, reactancia unitaria y
de su longitud.
Impedancia de las máquinas giratorias
Dicho valor incluye todas las impedancias de las máquinas eléctricas giratorias conectadas al
circuito a considerar como:
 Alternadores síncronos.
 Motores y compensadores síncronos.
 Motores asíncronos.

RESUMEN
33
Determinación de la corriente de cortocircuito
Una vez calculada la impedancia del circuito, se determina el valor de la corriente de
cortocircuito utilizando la expresión de potencia aparente de cortocircuito 𝑆𝑐𝑐, la cual vale
aclarar que es una expresión derivada de la ley de Ohm.
𝑆𝑐𝑐 = √3 . 𝑈 . 𝐼𝑐𝑐 =
𝑈2
𝑍𝑐𝑐
De aquí se despeja la corriente de cortocircuito, la cual es invariable en un punto determinado
de la red. Vale aclarar que todas las impedancias deben estar referidas a la tensión del punto
del defecto.
𝐼𝑐𝑐 =
𝑈
√3 . 𝑍𝑐𝑐
Aparatos y sistemas de protección, control y maniobra
El seccionamiento
Debido a que los equipos eléctricos sólo se deben manipular cuando están desconectados,
aparece el concepto de seccionamiento el cual consiste en aislar eléctricamente una
instalación de su red de alimentación, según los criterios de seguridad que establecen las
normas. El seccionamiento se puede completar con una medida de protección adicional, el
enclavamiento, un dispositivo de condenación del seccionador en posición abierta que impide
que la instalación se vuelva a poner bajo tensión de forma imprevista, garantizando así la
seguridad de las personas y de los equipos.
La función de seccionamiento se realiza con:
 Seccionadores
 Interruptores seccionadores
 Aparatos de funciones múltiples: disyuntores y contactores disyuntores
Seccionadores
Sus principales elementos son un bloque
tripolar o tetrapolar, uno o dos contactos
auxiliares de precorte y un dispositivo de
mando lateral o frontal que permite cerrar
y abrir los polos manualmente.
La velocidad de cierre y de apertura
dependen de la rapidez de accionamiento
del operario (maniobra manual
dependiente). Por tanto, el seccionador es
un aparato de “ruptura lenta” que nunca
debe utilizarse con carga. La corriente del
circuito debe cortarse previamente con un aparato de conmutación previsto a tal efecto
(normalmente un contactor).
El contacto auxiliar de precorte se conecta en serie con la bobina del contactor. Se abre antes y
se cierra después que los polos del seccionador, por lo que en caso de manipulación accidental
con carga, interrumpe la alimentación de la bobina del contactor antes de que se abran los
polos del seccionador.

RESUMEN
34
En ningún caso se podrá enclavar el seccionador cuando esté en posición cerrada o cuando sus
contactos se hayan soldado accidentalmente. Se puede añadir a los seccionadores
portafusibles en sustitución de los tubos o de las barretas de seccionamiento.
Interruptores seccionadores
El interruptor es un aparato mecánico de conexión
capaz de establecer, tolerar e interrumpir corrientes
en un circuito en condiciones normales, incluidas las
condiciones especificadas de sobrecarga durante el
servicio, y tolerar durante un tiempo determinado
corrientes dentro de un circuito en las condiciones
anómalas especificadas, como en caso de un
cortocircuito.
El mecanismo vinculado al dispositivo de mando
manual garantiza la apertura y el cierre brusco de los
contactos, independientemente de la velocidad de accionamiento del operario, por lo tanto, el
interruptor está diseñado para ser manejado con carga con total seguridad.
Los interruptores que cumplan las condiciones de aislamiento especificadas en las normas para
los seccionadores son interruptores seccionadores, aptitud que el fabricante debe certificar
marcando el aparato con un símbolo.
Al igual que los seccionadores, los interruptores y los interruptores seccionadores se pueden
completar con un dispositivo de enclavamiento y, según el caso, con fusibles.
Resulta interesante mencionar la existencia de interruptores seccionadores modulares, los
cuales pueden realizar las funciones de interruptor principal, parada de emergencia y de
control manual de motores eléctricos.
Protección contra cortocircuitos
Los dispositivos de protección deben detectar el fallo e interrumpir el circuito rápidamente, a
ser posible antes de que la corriente alcance su valor máximo.
Dichos dispositivos pueden ser:
 Fusibles, que interrumpen el circuito al fundirse, por lo que deben ser sustituidos,
 Disyuntores o interruptores magnéticos, que interrumpen el circuito abriendo los polos y
que con un simple rearme se pueden volver a poner en servicio.
Fusibles
Los fusibles proporcionan una protección a cada fase por
separado, con un poder de corte muy elevado y un volumen
reducido. Se pueden montar de dos maneras:
 En unos soportes específicos llamados portafusibles.
 En los seccionadores, en lugar de los casquillos o las
barretas.
Los fusibles se dividen en dos grupos a saber:
 Fusibles “distribución” tipo gG: Protegen contra cortocircuitos y sobrecargas a los circuitos
con picos de corriente poco elevados (circuitos predominantemente resistivos).
Normalmente deben tener un calibre inmediatamente superior a la corriente del circuito
protegido a plena carga.
 Fusibles “motor” tipo aM: Protegen contra cortocircuitos a los circuitos sometidos a picos
de corriente elevados (picos en la puesta bajo tensión de los primarios de
transformadores o en los arranques de motores asíncronos). Estos fusibles no ofrecen
ninguna protección contra las sobrecargas, en ese caso se debe colocar, por ejemplo un
relé térmico. Normalmente deben tener un calibre inmediatamente superior a la
corriente del circuito protegido a plena carga.

RESUMEN
35
Interruptores o disyuntores magnéticos
Protegen los circuitos contra los cortocircuitos, dentro de los
límites de su poder de corte a través de disparadores magnéticos
(un dispar ador por fase). Dependiendo del tipo de circuito que se
desea proteger (distribución, motor, etc.), el umbral de disparo
magnético se situará entre 3 y 15 veces la corriente nominal.
Dependiendo del tipo de disyuntor, dicho umbral de disparo puede
ser fijo o ajustable por el usuario.
Todos los disyuntores pueden realizar cortes omnipolares: la
puesta en funcionamiento de un solo disparador magnético basta
para abrir simultáneamente todos los polos. Cuando la corriente de
cortocircuito no es muy elevada, los disyuntores funcionan a mayor
velocidad que los fusibles.
Características principales
 Poder de corte: Es el valor máximo estimado de corriente de cortocircuito que puede
interrumpir un interruptor magnético con una tensión y en unas condiciones
determinadas. Se expresa en kA eficaces simétricos. Existen dos poderes de corte:
 Poder de corte último 𝐼𝑐𝑢: Es el valor eficaz máximo de corriente que permite
realizar un corte correctamente y a continuación de una operación de cierre y
apertura.
 Poder asignado de corte de servicio 𝐼𝑐𝑠: Es el valor eficaz máximo de corriente
que permite realizar un corte correctamente y a continuación dos operaciones
de cierre y apertura.
 Poder de cierre: Es el valor máximo de corriente que puede establecer un interruptor
magnético con su tensión nominal en condiciones determinadas. En corriente alterna, se
expresa con el valor pico de la corriente. El poder de cierre es igual a k veces el poder de
corte.
 Autoprotección: Es la aptitud que posee un aparato para limitar la corriente de
cortocircuito con un valor inferior a su propio poder de corte, gracias a su impedancia
interna.
 Poder de limitación: Un interruptor magnético es limitador cuando el valor de la corriente
que se interrumpe es muy inferior a la corriente de cortocircuito estimado. Permite
atenuar los efectos térmicos y electrodinámicos que afectan a la instalación eléctrica.

RESUMEN
36
Protección contra sobrecargas
La correcta protección contra las sobrecargas resulta imprescindible para:
 Optimizar la durabilidad de los motores, impidiendo que funcionen en condiciones de
calentamiento anómalas.
 Garantizar la continuidad de explotación de las máquinas o las instalaciones evitando
paradas imprevistas.
 Volver a arrancar después de un disparo con la mayor rapidez y las mejores condiciones
de seguridad posibles para los equipos y las personas.
El sistema de protección contra las sobrecargas debe elegirse en función del nivel de
protección deseado:
 Relés térmicos de biláminas.
 Relés de sondas para termistancias PTC.
 Relés de máxima corriente.
 Relés electrónicos con sistemas de protección complementarios.
Relés térmicos de biláminas
Son los aparatos más
utilizados para proteger los
motores contra las
sobrecargas débiles y
prolongadas. Se pueden
utilizar en corriente alterna o
continua.
Sus características más
habituales son:
 Tripolares.
 Compensado, es decir,
insensible a los cambios
de la temperatura
ambiente.
 Sensibles a una pérdida de fase, por lo que evitan el funcionamiento monofásico del
motor.
 Rearme automático o manual.
 Graduación en “amperios motor”: visualización directa en el relé de la corriente indicada
en la placa característica del motor.
Principio de funcionamiento
Los relés térmicos
tripolares poseen tres
biláminas compuestas cada
una por dos metales con
coeficientes de dilatación
muy diferentes unidos
mediante laminación y
rodeadas de un bobinado
de calentamiento.
Cada bobinado de
calentamiento está
conectado en serie a una
fase del motor. La
corriente absorbida por el motor calienta los bobinados, haciendo que las biláminas se
deformen en mayor o menor grado según la intensidad de dicha corriente. La deformación de

RESUMEN
37
las biláminas provoca a su vez el movimiento giratorio de una leva o de un árbol unido al
dispositivo de disparo.
Si la corriente absorbida por el receptor supera el valor de reglaje del relé, las biláminas se
deformarán lo suficiente como para que la pieza a la que están unidas las partes móviles de los
contactos se libere del tope de sujeción. Este movimiento causa la apertura brusca del
contacto del relé intercalado en el circuito de la bobina del contactor y el cierre del contacto
de señalización. El rearme no será posible hasta que se enfríen las biláminas.
Características principales
 Compensación de la temperatura ambiente: La curvatura que adoptan las biláminas no
sólo se debe al calentamiento que provoca la corriente que circula en las fases, sino
también a los cambios de la temperatura ambiente. Este factor ambiental se corrige con
una bilámina de compensación sensible únicamente a los cambios de la temperatura
ambiente y que está montada en oposición a las biláminas principales.
 Reglaje: Los relés se regulan con un pulsador que modifica el recorrido angular que
efectúa el extremo de la bilámina de compensación para liberarse del dispositivo de
sujeción que mantiene el relé en posición armada.
 Clases de disparos: Como los relés térmicos se utilizan para proteger los motores en
estado de sobrecarga y sabiendo que la corriente durante el arranque de los motores es
mucho mayor que la nominal (5 a 7 veces mayor) y que el tiempo de arranque varía en
función a la carga y el motor, existen distintas clases de relés térmicos en función del
tiempo de arranque a saber:
 Relés clase 10: Admiten arranques inferiores a 10 segundos.
 Relés clase 20: Admiten arranques con un máximo a 20 segundos de duración.
 Relés clase 30: Admiten arranques con un máximo a 30 segundos de duración.
 Modos de rearme: La elección del modo de rearme se decide en función a las condiciones
de trabajo y ubicación del motor eléctrico y relé térmico, existen tres procedimientos de
rearranque a saber:
 Rearme Auto, esquema 2 hilos: En los automatismos complejos, el rearranque
requiere de la presencia de un operario por motivos de índole técnica y de
seguridad, también se recomienda para los equipos de difícil acceso.
 Rearme Auto, esquema 3 hilos: Las máquinas simples pueden funcionar sin
control especial y considerarlas no peligrosas, por lo tanto se pueden rearrancar
automáticamente cuando se enfrían las biláminas.
 Rearme Manual: Por motivos de seguridad, las operaciones de rearme del relé
debe realizarse obligatoriamente por un operario cualificado.
A continuación, se muestran los circuitos de comando de cada rearme de un relé térmico:

RESUMEN
38
Los relés con sondas de termistancias, PTC:
Este sistema de protección controla la temperatura real del elemento
protegido. Las sondas miden la temperatura con absoluta precisión, ya que,
debido a su reducido tamaño, tienen una inercia térmica muy pequeña que
garantiza un tiempo de respuesta muy corto.
Componentes
 Una o varias sondas de termistancias con coeficiente de temperatura positivo (PTC). La
resistencia de estos componentes estáticos aumenta bruscamente cuando la temperatura
alcanza el umbral llamado Temperatura Nominal de Funcionamiento (TNF).
 Un dispositivo electrónico, alimentado en corriente alterna o continua, que mide
permanentemente la resistencia de las sondas asociadas. Un circuito detecta el fuerte
aumento del valor de la resistencia que se produce cuando se alcanza la TNF y ordena el
cambio de estado de los contactos de salida.
Tipos de relés de sondas
 De rearme automático, cuando la temperatura de las sondas tiene un valor inferior a la
TNF.
 De rearme manual local o a distancia, ya que el pulsador de rearme no resulta efectivo
mientras la temperatura sea superior a la TNF.
Activación del PTC
El disparo se activa con los siguientes fallos:
 Se ha superado la TNF,
 Corte de las sondas o de la línea sondas-relés,
 Cortocircuito de las sondas o de la línea sondas-relés,
 Ausencia de la tensión de alimentación del relé.
Aplicaciones
Los relés de sondas controlan directamente la temperatura de los devanados estatóricos, lo
que les permite proteger los motores contra los calentamientos debidos a sobrecargas,
aumento de la temperatura ambiente, fallos del circuito de ventilación, número de arranques
elevado, funcionamiento por impulsos, arranque anormalmente prolongado, etc. Sin embargo,

RESUMEN
39
para utilizar este modo de protección, es necesario que las sondas se hayan incorporado a los
bobinados durante el proceso de fabricación del motor o al realizarse un rebobinado tras un
accidente.
Los relés de sondas también se utilizan para controlar el calentamiento de los elementos
mecánicos de los motores o demás aparatos que admitan sondas: cojinetes, circuitos de
engrase, fluidos de refrigeración, resistencias de arranque, radiadores de semiconductores,
etc.
Conmutación todo o nada. El contactor
La función conmutación todo o nada establece e interrumpe la
alimentación de los receptores, ésta suele ser la función de los
contactores electromagnéticos.
En la mayoría de los casos, el control a distancia resulta
imprescindible para facilitar la utilización así como la tarea del
operario, que suele estar alejado de los mandos de control de
potencia. Como norma general, dicho control ofrece información
sobre la acción desarrollada que se puede visualizar a través de los
pilotos luminosos o de un segundo dispositivo. Estos circuitos
eléctricos complementarios llamados “circuitos de esclavización y de señalización” se realizan
mediante contactos auxiliares que se incorporan a los contactores, a los contactores auxiliares
o a los relés de automatismo, o que ya están incluidos en los bloques aditivos que se montan
en los contactores y los contactores auxiliares.
Definición
El contactor electromagnético es un aparato mecánico de conexión controlado mediante
electroimán y con funcionamiento todo o nada. Cuando la bobina del electroimán está bajo
tensión, el contactor se cierra, estableciendo a través de los polos un circuito entre la red de
alimentación y el receptor. El desplazamiento de la parte móvil del electroimán que arrastra
las partes móviles de los polos y de los contactos auxiliares, puede ser:
 Rotativo, girando sobre un eje.
 Lineal, deslizándose en paralelo a las partes fijas.
 Una combinación de ambos.
Cuando se interrumpe la alimentación de la bobina, el circuito magnético se desmagnetiza y el
contactor se abre por efecto de:
 Los resortes de presión de los polos y del resorte de retorno de la armadura móvil.
 La fuerza de gravedad, en determinados aparatos (las partes móviles recuperan su
posición de partida).
Composición
El contactor electromagnético está compuesto de:

RESUMEN
40
El electroimán
El electroimán es el elemento motor del contactor. Sus elementos más importantes son el
circuito magnético y la bobina. Se presenta bajo distintas formas en función del tipo de
contactor e incluso del tipo de corriente de alimentación, alterna o continua.
El recorrido de llamada es la distancia que media entre la parte fija y la parte móvil del circuito
cuando el contactor está en reposo. El recorrido de aplastamiento es la distancia que media
entre ambas partes cuando los polos entran en contacto.
Los resortes que presionan los polos se comprimen durante el recorrido de aplastamiento y
hasta el final del mismo.
La bobina
La bobina genera el flujo magnético necesario para atraer la armadura móvil del electroimán.
Puede estar montada en una rama del circuito magnético o, excepcionalmente, en dos, según
el modelo de contactor. Está diseñada para soportar los choques mecánicos que provocan el
cierre y la apertura de los circuitos magnéticos y los choques electromagnéticos que se
producen cuando la corriente recorre las espiras.
Los polos o contactos
La función de los polos consiste en establecer o interrumpir la corriente dentro del circuito de
potencia. Están dimensionados para que pase la corriente nominal del contactor en servicio
permanente sin calentamientos anómalos. Consta de una parte fija y una parte móvil. Esta
última incluye unos resortes que transmiten la presión correcta a los contactos que están
fabricados con una aleación de plata con una excepcional resistencia a la oxidación, mecánica y
al arco.
Los contactos auxiliares
Los contactos auxiliares realizan las funciones de automantenimiento, esclavización,
enclavamiento de los contactores y señalización. Existen tres tipos básicos:
 Contactos instantáneos de cierre NA, abiertos (no pasantes) cuando el contactor está en
reposo, y cerrados (pasantes) cuando el electroimán está bajo tensión,
 Contactos instantáneos de apertura NC, cerrados (pasantes) cuando el contactor está en
reposo, y abiertos (no pasantes) cuando el electroimán está bajo tensión,
 Contactos instantáneos NA/NC, Cuando el contactor está en reposo, el contacto NA se
encuentra en estado no pasante y el contacto NC en estado pasante. El estado de los
contactos se invierte cuando se cierra el contactor. Los dos contactos tienen un punto
común.
Apertura del contactor. El arco eléctrico
Normalmente, el contactor se abre para interrumpir la corriente eléctrica que previamente
atravesaba el receptor (motor, etc.). Como la carga generalmente es inductiva y, salvo
excepciones (apertura en el momento preciso del paso por cero de una corriente alterna), la
corriente no se interrumpe de forma inmediata debido al efecto transitorio. Es por ello que el
daño en los contactos del contactor es mayor en la apertura que en el cierre del circuito.
Cuando la intensidad toma un cierto valor, se establece un arco eléctrico entre los contactos
en el momento en que se separan. El arco es una forma de descarga eléctrica en los gases o en
vacío. Se trata de un plasma formado por electrones libres y de iones arrancados de los
electrodos por efecto térmico y que circulan en el medio gaseoso impulsados por el campo
eléctrico establecido entre los contactos.
Los aislantes utilizados en la fabricación de contactos y cámaras de corte pueden alcanzar una
temperatura máxima de miles de grados, por lo tanto la duración del arco debe ser breve: ni
demasiado larga para que no se deterioren las paredes o los materiales metálicos de la
cámara, ni demasiado corta para limitar las sobretensiones (transitorios) derivadas de los
cambios de corriente excesivamente rápidos dentro del circuito de carga.

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