Manual del participante curso subestaciones electricas

Dirección Corporativa de Administración
Hospital Regional Villahermosa
Departamento de Mantenimiento
CURSO DE CAPACITACION:
Subestaciones Eléctricas
Manual del Participante
I. C. Wilbert López Domínguez
Operario Especialista Diversos Oficios
Clínica Cárdenas

Curso de capacitación: Subestaciones eléctricas
2
Contenido
PRESENTACIÓN DEL MANUAL .....................................................................................................4
INTRODUCCIÓN..............................................................................................................................5
Criterios para la evaluación del Curso..........................................................................................6
Objetivo general del Curso.............................................................................................................6
Objetivos particulares y específicos..............................................................................................6
Temas y subtemas ..........................................................................................................................7
1. Importancia de los trabajos eléctricos dentro de los servicios médicos de Petróleos
Mexicanos........................................................................................................................................9
2. Conceptos de seguridad. ......................................................................................................11
2.1. Política de S. S. P. A. y sus principios. ...........................................................................12
2.2. Seguridad al realizar trabajos de mantenimiento eléctrico..............................................12
2.3. Reglamento de Seguridad e Higiene de Petróleos Mexicanos y Organismos
Subsidiarios................................................................................................................................13
2.4. Procedimientos para la realización de trabajos críticos...................................................14
2.4.1. PG-SS-TC-0038-2013 Seguridad Eléctrica.............................................................................15
3. Conceptos teóricos básicos..................................................................................................16
3.1. Definición de voltaje, tensión o FEM. ............................................................................16
3.1.1. Rangos de voltaje..............................................................................................................................17
3.2. Definición de corriente eléctrica. ....................................................................................17
3.3. Potencia eléctrica.............................................................................................................18
3.3.1. Concepto de energía........................................................................................................................18
3.3.2. Y ¿Qué es la potencia eléctrica?..................................................................................................19
3.4. Energía eléctrica..............................................................................................................19
4. Toma de lecturas de parámetros eléctricos y su interpretación......................................21
4.1. Equipos para la medición de los parámetros...................................................................23
4.2. Interpretación de los parámetros. ....................................................................................25
5. Subestaciones eléctricas. .....................................................................................................29
5.1. Definición de subestación eléctrica.................................................................................29
5.2. Partes principales.............................................................................................................31
5.2.1. Aisladores.............................................................................................................................................31
5.2.2. Conectores............................................................................................................................................32
5.2.3. Transformadores..............................................................................................................................33
5.2.4. Barras....................................................................................................................................................37

3
5.2.5. Interruptores ..................................................................................................................................... 37
5.2.6. Seccionadores.................................................................................................................................... 38
5.2.7. Pararrayos.......................................................................................................................................... 39
5.2.8. Puesta a tierra................................................................................................................................... 40
5.2.9. Tableros eléctricos .......................................................................................................................... 40
5.3. Voltajes de operación...................................................................................................... 43
6. Rutinas de mantenimiento preventivo en subestaciones ................................................ 44
6.1. Mantenimiento preventivo a subestaciones eléctricas .................................................... 44
6.2. Mantenimiento preventivo a tableros de distribución generales eléctricos .................... 51
7. Conclusiones......................................................................................................................... 52
8. Anexos................................................................................................................................... 53
9. Glosario de términos tecnológicos...................................................................................... 57
10. Bibliografía. ....................................................................................................................... 61

4
PRESENTACIÓN DEL MANUAL
La capacitación dentro de los diferentes departamentos
que componen nuestra empresa, es una necesidad
constante, para que los nuevos trabajadores y los que ya
están dentro de la plantilla laboral amplíen sus
conocimientos, mejoren sus habilidades y destrezas y
también se comprometan con ánimo y entusiasmo, en la
realización de sus actividades diarias dentro de sus centros
de trabajo.
Es grato de que tú formes parte de este excelente grupo de compañeros que han sido
seleccionados para recibir esta capacitación, el Sindicato de Trabajadores Petroleros de la
República Mexicana y nuestra empresa Petróleos Mexicanos necesita de tu esfuerzo para que
cada día se puedan vencer esos retos que nos presentan las exigencias del presente, y así, lograr
un mejor futuro en pro de nuestra empresa, nuestras familias y nuestro País.
A lo largo de este proceso de capacitación podrás aplicar tus habilidades para aprender nuevos
conocimientos, de igual forma compartirás información y experiencias con tus compañeros e
incluso tu instructor, desarrollaras destrezas que mejoraran tu desempeño laboral en cuanto a
las actividades en las que deberás participar al dar mantenimiento a las Subestaciones
eléctricas, las cuales facilitaran tu trabajo, pero también estas competencias te serán de utilidad
fuera de tu empresa, todo lo que aprendas formara parte de tus conocimientos, y esos, ya son
tuyos, nadie te los puede quitar, y tú los podrás utilizar en el lugar que lo desees y cuando así lo
quieras, de tal manera, el beneficio no es solo para PEMEX, también para ti y lo que tu logres
será reflejado en mejoras para tu familia.
Estos apuntes te darán conocimiento teórico y práctico de las actividades que deberás
desarrollar con los mantenimientos, contemplándose en este manual, porque es de gran
importancia los trabajos eléctricos dentro de los servicios médicos de Petróleos Mexicanos, la
seguridad en tus labores, conceptos básicos de electricidad y lo referente a las Subestaciones
eléctricas, su función y mantenimiento.
Al final de este manual, te presentamos una bibliografía, la cual profundiza en cada uno de los
temas desarrollados, si es tu decisión y quieres continuar tu formación te serán de gran utilidad
para ampliar tus conocimientos, la práctica es muy importante por eso al llegar a tu centro de
trabajo ten a la mano tu manual y aplica los conocimientos y habilidades que adquirirás.
¡Adelante compañero, da tu mayor esfuerzo!

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INTRODUCCIÓN
Dada la necesidad de personal técnico y mano de
obra calificada en las áreas de Mantenimiento de
PEMEX, y siendo la Capacitación Continua una
necesidad real en cualquier empresa, se
elaboraron estos apuntes para el curso de
Subestaciones Eléctricas, dirigido a todo el
personal que actualmente ocupe la categoría de
Operarios o para aquellos que tengan el interés
de aprender este oficio y ampliar sus expectativas
de contratación en la empresa.
El manual está formado por 6 temas, en los
primeros capítulos aprenderás la importancia de los trabajos eléctricos, las normas de seguridad
en cualquier trabajo de este tipo y lo concerniente al Reglamento de Seguridad de Petróleos
Mexicanos y Organismos Subsidiarios, después analizaremos un Procedimiento Critico que
servirá para evitar accidentes en tu trabajo y ayudarte en tus labores, y así, llegaremos a la parte
medular del curso, que son los aspectos básicos de electricidad, definición de una subestación y
como está compuesta en sus partes, para terminar con lo que son los tableros eléctricos y el
mantenimiento a los mismos, todos estos temas te guiaran con ayuda del instructor, para que
puedas obtener las habilidades necesarias para ayudar a realizar los trabajos que te exijan tus
labores en el área de mantenimiento.
El orden temático de las lecciones inicia con el objetivo del tema, continua con la introducción al
mismo para después desarrollarlo y finalmente encontraras las conclusiones.
La modalidad de este curso es presencial, tendrás la oportunidad de participar en actividades
con tus compañeros que te guiaran en el aprendizaje, también es importante que si tienes
conocimientos del tema los compartas con el grupo, tu experiencia es importante.
¡Sin más preámbulos, Comenzamos!

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Criterios para la evaluación del Curso
Tema Criterio
Encuadre de curso
1 Importancia de los trabajos eléctricos dentro de los servicios médicos de Petróleos
Mexicanos.
2 Conceptos de seguridad.
3 Conceptos teóricos básicos.
4 Toma de lecturas eléctricas y mecánicas y su interpretación.
5 Subestaciones eléctricas.
6 Rutinas de mantenimiento preventivo a subestaciones eléctricas.
Cierre de curso
Objetivo general del Curso.
Al término del curso el participante identificará los componentes de una subestación
eléctrica y obtendrá las habilidades necesarias para realizar mantenimientos preventivos
en las mismas, siempre siguiendo las reglas de protección de seguridad y cuidado al
medio ambiente.
Objetivos particulares y específicos
Para lograr el objetivo general se cuenta con los siguientes objetivos particulares:
El participante:
Interpretará en las actividades de mantenimiento la importancia de los trabajos en las
Subestaciones eléctricas y su conservación.
Reconocerá durante la realización de las actividades de mantenimiento eléctrico, cuales
son las medidas de seguridad adecuadas.
Aplicara durante la realización de las actividades de mantenimiento eléctrico las medidas
de seguridad adecuadas, así como también el cuidado al medio ambiente.
Interpretará los conceptos básicos de electricidad que apliquen durante los trabajos de
mantenimiento eléctrico a subestaciones eléctricas.
Analizara e interpretara las lecturas de los parámetros de la corriente eléctrica en los
dispositivos instalados para ese fin en las subestaciones eléctricas.
Reconocerá cada uno de las partes que conforman una subestación eléctrica, su función
e importancia dentro del conjunto.
Desarrollará las habilidades necesarias para dar mantenimiento preventivo a las
subestaciones eléctricas y tableros de forma ordenada, siguiendo las normas de
seguridad y con resultados efectivos.

7
Temas y subtemas
Parte de la formación de un operario es la
adquisición de conocimientos teóricos para
poder seleccionar la metodología adecuada
para la resolución de los diferentes tipos de
actividades de mantenimiento, ser eléctrico
no es solo un oficio, es toda una profesión que
te puede llevar incluso al estudio de una
carrera universitaria y posgrados, desde luego
no es el propósito de este manual, aquí
iniciaremos con lo básico.
De igual forma la experiencia es elemental, el eléctrico no se forma solo obteniendo
conocimientos teóricos, ¡es necesario llevarlo a los tableros!, por eso durante las actividades del
curso tendremos prácticas para adquirir las habilidades necesarias para la correcta realización
de las actividades de mantenimiento.
Los temas y subtemas que se trabajaran durante este curso son:
1. Importancia de los trabajos eléctricos dentro de los servicios médicos de Petróleos
Mexicanos
2. Conceptos de Seguridad
2.1. Política de S. S. P. A. y sus principios
2.2. Seguridad al realizar trabajos eléctricos
2.3. Reglamento de Seguridad e Higiene de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios
2.4. Procedimientos para la realización de trabajos críticos
2.4.1. PG-SS-TC-0038-2013 Seguridad Eléctrica
3. Conceptos teóricos básicos
3.1. Definición de voltaje, tensión o FEM
3.1.1. Rangos de voltaje
3.2. Definición de corriente eléctrica
3.3. Potencia eléctrica
3.3.1. Concepto de energía
3.3.2. Y ¿Qué es la potencia eléctrica?
3.4. Energía eléctrica
4. Toma de lecturas de parámetros eléctricos y su interpretación
4.1. Equipos para la medición de los parámetros
4.2. Interpretación de los parámetros
5. Subestaciones eléctricas
5.1. Definición de subestación eléctrica
5.2. Partes principales

8
5.2.1. Aisladores
5.2.2. Conectores
5.2.3. Transformadores
5.2.4. Barras
5.2.5. Interruptores
5.2.6. Seccionadores
5.2.7. Pararrayos
5.2.8. Puesta a tierra
5.2.9. Tableros eléctricos
5.2.9.1. Centros de control de motores
5.2.9.2. Tableros de control
5.2.10.Voltajes de operación
6. Rutinas de mantenimiento preventivo en subestaciones
6.1.1. Mantenimiento preventivo a subestaciones eléctricas
6.1.2. Mantenimiento preventivo a tableros de distribución generales eléctricos
7. Conclusiones
8. Anexos

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1. Importancia de los trabajos eléctricos dentro de los servicios
médicos de Petróleos Mexicanos
Objetivo particular del tema:
El participante:
Interpretará en las actividades de mantenimiento la importancia de los trabajos en las
Subestaciones eléctricas y su conservación.
La disponibilidad de electricidad en los hospitales es definitivamente de vital importancia. La
falta de energía eléctrica puede tener consecuencias directas en la vida de los pacientes
especialmente en los quirófanos, unidades de cuidados intensivos, salas de emergencia, etc.
Para garantizar la continuidad de energía eléctrica en los hospitales, los sistemas de energía
crítica deben de ofrecen confianza en el buen balance a través de 3 puntos primordiales:
La arquitectura de la red de electricidad de los hospitales, diseñada para asegurar la
disponibilidad de la distribución de la energía eléctrica de acuerdo al establecimiento de
niveles críticos.
La elección de los productos y equipos y la instalación adecuada dentro del edificio.
Los servicios de operación y mantenimiento, adaptados al nivel más óptimo de
desempeño.
En el caso que nos atiende, el último de los puntos es el que nos atañe al personal de
mantenimiento es el encargado de mantener en optimo desempeño todos los sistemas críticos
de una instalación de Servicios Médicos.
Dentro de estos sistemas críticos la energía eléctrica juega un papel fundamental, como bien lo
sabemos con el aumento en la tecnología, también aumenta la dependencia de los equipos a las
redes de suministro de energía, y eso nos lleva al desafío titánico de brindar un servicio
continuo y de calidad para el buen funcionamiento de los mismos.
Dejaremos como ejercicio de este primer tema el hacer una lluvia de ideas entre todos los
participantes del grupo para enlistar todos los procesos y equipos, así como la ubicación de los
mismos en cada uno de los centros de trabajo en los que realizan actividades de
mantenimiento.
Para la actividad antes descrita se utilizará la siguiente tabla.

10
Descripción del proceso o equipo Ubicación
Por lo antes mencionado, es necesario el compromiso del operario para mantener los equipos
de la subestación en servicio continuo, así como también el de proporcionar un servicio
eficiente, de calidad, siempre respetando las normas de seguridad, en beneficio de las
instalaciones y el personal.

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2. Conceptos de seguridad.
Objetivos particulares del tema:
El participante:
Reconocerá durante la realización de las actividades de mantenimiento eléctrico, cuales
son las medidas de seguridad adecuadas.
Aplicara durante la realización de las actividades de mantenimiento eléctrico las medidas
de seguridad adecuadas, así como también el cuidado al medio ambiente.
En este tema analizaremos las normas de seguridad obligatorias para la realización de las
actividades de mantenimiento dentro de Petróleos Mexicanos y cada una de sus Empresas
Productivas, la Política del S. S. P. A. y sus Principios, el Reglamento de Seguridad e Higiene y
conoceremos los Procedimientos Críticos aplicables para la realización de los trabajos.
Regularmente lo referente a la seguridad al ejecutar los trabajos nos causa enfado y en algunas
ocasiones sentimos que solo es pérdida de tiempo, creemos que no obtenemos beneficios con
la administración de la seguridad en nuestras actividades, mas sin embargo es todo lo contrario.
Imagina que pasaría si por un descuido tuyo o mala práctica, no desenergizas un circuito
eléctrico antes de cambiar una banda en el motor de la turbina de la manejadora de un equipo
de 20 TR, y en el momento que tú tienes tus manos sin guantes sobre la polea alguien enciende
este equipo.
¿Qué crees que pasara con tus manos?, ¿Que le dirás a tus hijos cuando te pregunten donde
dejaste tus manos?, ¿Cómo le harás para ir al baño? y solo por no poner una tarjeta candado en
el interruptor.
Como el anterior podemos pensar en muchos escenarios de riesgo, en los cuales no solo
provocaríamos incidentes sin lesiones ni consecuencias, podemos llegar a tener accidentes de
consecuencias fatales, debemos recordar que en nuestras casas nuestras familias nos esperan y
que después de un accidente ya nada es igual.
Te invito a reflexionar y aprender las normas de seguridad adecuadas, para el cuidado de
nuestra integridad física durante la realización de nuestras actividades, tu familia te lo
agradecerá.

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2.1. Política de S. S. P. A. y sus principios.
Política:
Petróleos Mexicanos es una empresa eficiente y competitiva que se distingue por el esfuerzo y
el compromiso de sus trabajadores con la Seguridad, la Salud en el trabajo, la Protección
Ambiental y el desarrollo sustentable, mediante la Administración de sus Riesgos, el
Cumplimiento Normativo con Disciplina Operativa y la mejora constante.
Principios:
Yo (decir su nombre) estoy convencido que:
La Seguridad, Salud en el trabajo, Protección Ambiental y Desarrollo Sustentable son
valores de la más alta prioridad para la producción, el transporte, las ventas, la calidad y
los costos.
Todos los incidentes y lesiones se pueden prevenir.
La Seguridad, Salud en el trabajo, Protección ambiental y Desarrollo sustentable son
responsabilidad de todos y condición de empleo.
En Petróleos Mexicanos, nos comprometemos a continuar a través del Desarrollo
sustentable, con la protección y el mejoramiento del medio ambiente en beneficio de la
comunidad.
Los trabajadores petroleros estamos convencidos de que la Seguridad, Salud en el
trabajo, Protección ambiental y Desarrollo sustentable son en beneficio propio y nos
motivan a participar en este esfuerzo.
2.2. Seguridad al realizar trabajos de mantenimiento eléctrico.
Todo el mantenimiento deberá realizarse con la mayor conciencia por la seguridad de los
empleados y operadores.
Deberá emplearse únicamente personal capacitado en el mantenimiento de estos
equipos.
Todos los tableros de fuerza y control deberán estar desenergizados antes de iniciar
cualquier trabajo, ya sea mediante la ubicación del Braker (Pastilla), y colocación de
candado y etiqueta.
Utilice multímetro en buen estado.
Evite trabajar solo.
Use extremada precaución al momento de verificar voltaje, porque un contacto
accidental puede provocar un choque eléctrico.
Use su equipo de protección personal completo.
Observe y aplique lo dispuesto en el Reglamento de Seguridad e Higiene de Petróleos
Mexicanos y Organismos Subsidiarios.
Siempre realice sus actividades con orden de trabajo, nunca ejecute un mantenimiento
sin autorización, sin certificados.

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2.3. Reglamento de Seguridad e Higiene de Petróleos Mexicanos y Organismos
Subsidiarios.
La experiencia de las personas es muy importante, antiguamente los conocimientos se
transmitían solo por la instrucción de los “maestros” a los “aprendices”, a partir de éstos se
fueron escribiendo todos los grandes libros que acumulan la riqueza del conocimiento de la
humanidad, así también se formaron los reglamentos que nos rigen durante la realización de
nuestras actividades, tal es el caso de los que norman las actividades dentro de PEMEX, uno de
ellos es el “Reglamento de Seguridad e Higiene de Petróleos Mexicanos y Organismos
Subsidiarios”, a continuación extraemos algunos artículos de la primera actualización de este
documento del 23 de Abril de 2007.
CAPITULO 1
Disposiciones generales
ARTICULO 1. El presente Reglamento se formula conforme a lo dispuesto en la materia por la
Ley Federal del Trabajo, el Reglamento Federal de Seguridad, Higiene y Medio Ambiente de
Trabajo y el Contrato Colectivo de Trabajo vigente. Tiene por objeto establecer las medidas
necesarias para la prevención de incidentes, accidentes y enfermedades de trabajo, a fin de que
la prestación del trabajo se desarrolle en condiciones de seguridad, e higiene y medio ambiente
laboral, adecuados para los trabajadores.
ARTICULO 2. Las disposiciones que contiene este Reglamento son de observancia obligatoria
para todo el personal de Petróleos Mexicanos y Organismos Subsidiarios.
Para su vigencia y aplicación convienen en practicarlo, tanto las
entidades mencionadas como el Sindicato de Trabajadores Petroleros
de la República Mexicana.
ARTICULO 5. Todo el personal, está obligado a incorporar en sus
labores, los conceptos de seguridad, salud y protección al medio
ambiente de trabajo, establecidos por Petróleos Mexicanos y
Organismos Subsidiarios.
ARTICULO 7. El patrón, sus representantes, los trabajadores con
mando y las Comisiones Mixtas de Seguridad e Higiene, están
obligados a instruir y a orientar al Personal en el conocimiento y
aplicación de los procedimientos de trabajo y las medidas de seguridad que deben adoptarse
y éste, de atender dichas indicaciones.

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ARTICULO 8. Todos los trabajadores están obligados a señalar y en su caso informar a su
jefe inmediato, compañeros y a la Comisión Mixta de Seguridad e Higiene sobre las
condiciones y actos inseguros que observen en su área de labores o con motivo de éstas para
que se tomen las medidas preventivas o correctivas que correspondan.
ARTICULO 9. En la capacitación que el trabajador reciba para el desempeño de determinada
labor, deben incluirse todos los procedimientos y medidas que en materia de seguridad, salud
y medio ambiente de trabajo, deben adoptarse para el desarrollo de la misma, como parte
integral de la enseñanza y no como un agregado posterior. Para tal efecto el trabajador tiene
la obligación de asistir a los cursos o eventos que el patrón organice y estime convenientes.
Asimismo, cuando un trabajador sea promovido o de nuevo ingreso, tiene la obligación de
conocer y aplicar los procedimientos y medidas de seguridad, salud y
protección al medio ambiente de trabajo, entendiéndose que para tal
efecto el patrón le proporcionará la capacitación correspondiente.
ARTICULO 18. La negativa injustificada de un trabajador a adoptar las
medidas preventivas o a seguir los procedimientos indicados de trabajo,
es motivo suficiente para que se apliquen las medidas administrativas
conducentes.
El siguiente capítulo que nos interesa en las actividades del presente curso es el de Electricidad,
el cual por ser muy extenso se incluye en el presente trabajo como el Anexo 1.
2.4. Procedimientos para la realización de trabajos críticos.
Las actividades de mantenimiento involucran acciones de riesgo para la integridad física de los
trabajadores que tienen la obligación de realizarlas, dentro de la Disciplina Operativa que
debemos de observar en Petróleos Mexicanos existen procedimientos que han sido realizados
con la intención de normar las actividades durante la ejecución de trabajos de riesgo, esta
clasificación se divide en Procedimientos específicos y Procedimientos críticos.
PROCEDIMIENTO ESPECIFICO: forma especificada para llevar a cabo una actividad o un proceso,
en la que se establece el orden cronológico y la secuencia de acciones que deben seguirse en su
realización.
PROCEDIMIENTO CRÍTICO: secuencia de actividades jerarquizadas y clasificadas como de alto
riesgo que se realizan de manera sistemática y consistentemente, donde el personal se
encuentra potencialmente expuesto a sufrir daños físicos, ocasionados por la liberación de
energía, o sustancia tóxica, corrosiva, reactiva, inflamable, explosiva o biológica infeccionas.
A continuación, estudiaremos procedimientos críticos que deberemos de observar al realizar las
actividades de mantenimiento a subestaciones eléctricas.

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2.4.1. PG-SS-TC-0038-2013 Seguridad Eléctrica.
Este procedimiento nos indica los pasos a seguir durante la ejecución de los mantenimientos a
cualquier circuito, dispositivo o maquina eléctrica, a continuación, se describe su objetivo,
ámbito de aplicación y alcance
OBJETIVO: Establecer la secuencia de actividades a seguir para realizar los trabajos de
mantenimiento, operación, construcción y desmantelamiento en los sistemas y equipos
eléctricos que permitan identificar riesgos, para prevenir incidentes y/o accidentes,
contribuyendo en la seguridad del personal y de las instalaciones terrestres y marinas de PEP,
así como en la protección del medio ambiente.
ÁMBITO DE APLICACIÓN: Este procedimiento es de aplicación general y obligatoria para todo el
personal de PEP que ejecuta un trabajo o actividad eléctrica en las instalaciones de PEMEX
Exploración y Producción.
ALCANCE: Este procedimiento considera todos los trabajos eléctricos de mantenimiento,
operación, construcción y desmantelamiento en los sistemas y equipos eléctricos, que se
efectúan en instalaciones terrestres, lacustres y marinas.
Se incluye en el presente documento el procedimiento antes descrito, en el Anexo 2.
A lo largo de este tema hemos analizado las diferentes normas de seguridad aplicables a los
trabajos de soldadura eléctrica manual, algunos surgen de la experiencia de años de practicar el
oficio de algunos autores, y también comentamos los aspectos que de una manera más formal
se plasman en Reglamentos los cuales norman las actividades en nuestros centros de trabajo, es
importante poner en práctica estas reglas que se pudieran llamar incluso “reglas de
conservación”, ya que nos ayudan a conservar la integridad física en primer término y también
los activos con los que trabajamos.

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3. Conceptos teóricos básicos
El participante:
Interpretará los conceptos básicos de electricidad que apliquen durante los trabajos de
mantenimiento eléctrico a subestaciones eléctricas.
En este tema analizaremos los conceptos básicos de electricidad que requiere conocer el
operario que realice trabajos de mantenimiento eléctrico, estos conceptos no solo son
aplicables para las actividades que se realizan en las subestaciones eléctricas, más bien son de
orden universal y aplicables a cualquier trabajo de índole similar.
3.1. Definición de voltaje, tensión o FEM.
El voltaje es la magnitud física que, en un circuito eléctrico, impulsa a los electrones a lo largo de
un conductor. Es decir, conduce la energía eléctrica con mayor o menor potencia. Voltaje y
voltio son términos en homenaje a Alessandro Volta, que en 1800 inventara la pila voltaica y la
primera batería química.
El voltaje es un sinónimo de tensión y de diferencia de potencial. En otras palabras, el voltaje es
el trabajo por unidad de carga ejercido por el campo eléctrico sobre una partícula para que ésta
se mueva de un lugar a otro. En el Sistema Internacional de Unidades, dicha diferencia de
potencial se mide en voltios (V), y esto determina la categorización en “bajo” o “alto voltaje”.
Un voltio es la unidad de potencial eléctrico, fuerza electromotriz y voltaje. Algunos voltajes
comunes son el de una neurona (75 mV), una batería o pila no recargable alcalina (1,5 V), una
recargable de litio (3,75 V), un sistema eléctrico de automóvil (12 V), la electricidad en una
vivienda (230 en Europa, Asia y África, 120 en Norteamérica y 220 algunos países de
Sudamérica), el riel de un tren (600 a 700 V), una red de transporte de electricidad de alto
voltaje (110 kV) y un relámpago (100 MV).
Las cargas eléctricas en un circuito cerrado fluyen del polo negativo al polo positivo de la propia
fuente de fuerza electromotriz. La diferencia de potencial entre dos puntos de una fuente de
FEM se manifiesta como la acumulación de cargas eléctricas negativas (iones negativos o
aniones), con exceso de electrones en el polo negativo (–) y la acumulación de cargas eléctricas
positivas (iones positivos o cationes), con defecto de electrones en el polo positivo (+) de la
propia fuente de FEM.

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3.1.1. Rangos de voltaje
Dependiendo de las características de la fuente de voltaje los circuitos pueden ser de corriente
continua (C. C.) o de corriente alterna (C. A.) y pueden operar con distintos rangos de voltaje,
por ejemplo en corriente continua se tiene señales para fuerza o para control a 50 V, 125 V, 250
V, 500 V y en corriente alterna también se tienen señales para fuerza y control de 12 V, 24 V,
127 V a una fase, 220 V, 440 V, a tres fases y en tensiones superiores a 1000 volts, consideradas
como “alta tensión” en las instalaciones eléctricas, se tienen otros rangos de voltaje con
tensiones como 2200 volts, 4160 volts, 13800 volts y otros .
De esta manera entonces indicaremos los siguientes rangos de voltaje, hay convenciones a nivel
mundial para categorizar distintos valores de voltaje.
Líneas de baja tensión
Tensión nominal: desde mili voltios hasta 1, 000 Voltios (1 kv).
Usos: Residencial e industrial.
Líneas de media tensión
Tensión nominal: Superior a 1 kV e igual o inferior 36, 000 Voltios (36 kV).
Usos: Industrial, así como distribución y generación.
Líneas de alta tensión
Tensión nominal: Superior a/o 36 kV e inferior a 220, 000 Voltios (220 kV).
Usos: Transporte a grandes distancias.
Líneas de categoría especiales
Tensión nominal: Igual o superior a 220 kV.
Usos: Transporte a grandes distancias.
3.2. Definición de corriente eléctrica.
Se da el nombre de corriente eléctrica a un desplazamiento de electrones a lo largo de un
conductor entre cuyos extremos se aplica una diferencia de potencial. El fenómeno físico del
flujo de electrones en un conductor es análogo al flujo de un líquido por el interior de una
tubería entre cuyos extremos existe una diferencia de presión, debida, por ejemplo, a una
diferencia de nivel.
La corriente eléctrica puede ser continua (cuando el movimiento de los electrones se efectúa en
un solo sentido), o bien alterna (cuando el flujo se invierte a través del tiempo, con cierta
frecuencia, a causa de la aplicación, entre los extremos del conductor, de una diferencia
alternativa de potencial).
En general, la corriente eléctrica produce los siguientes efectos:
Térmico: todo conductor recorrido por una corriente eléctrica se calienta;

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Magnético: un conductor recorrido por una corriente eléctrica produce, a su alrededor,
un campo magnético;
Químico: en una solución que contenga iones (átomos cargados eléctricamente), cuando
es recorrida por una corriente eléctrica, los iones cargados positivamente se dirigen
hacia el polo negativo y viceversa.
Las corrientes se miden calculando la cantidad de electricidad (o de carga eléctrica) que pasa a
través de una sección del conductor en un segundo. La unidad de carga eléctrica es el culombio,
de símbolo C (coulomb en la nomenclatura internacional). Otra magnitud de la corriente es su
intensidad, cuya unidad es el amperio, de símbolo A (ampére). Considerando cualquier sección
del conductor, se dice que la intensidad de la corriente es igual a la unidad, es decir, a 1 A
cuando pasa a su través 1 C/s.
La intensidad de la corriente que recorre un conductor es proporcional a la diferencia de
potencial existente entre sus extremos. Para medir la intensidad se emplean los amperímetros,
aparatos que funcionan debido al efecto magnético inducido por el paso de la corriente.
3.3. Potencia eléctrica.
Las características y aplicaciones de los circuitos eléctricos se pueden describir en términos del
voltaje, la resistencia la intensidad de la corriente eléctrica, elementos que son importantes y
esenciales para el estudio de los sistemas eléctricos, sin embargo, se puede decir que son
incidentales para el propósito primario de cualquier circuito eléctrico, que es el suministrar una
potencia para desarrollar un trabajo.1
Para comprender el concepto de potencia empezaremos por explicar que es la energía.
3.3.1. Concepto de energía
Para entender qué es la potencia eléctrica es necesario conocer primeramente el concepto de
“energía”, que no es más que la capacidad que tiene un mecanismo o dispositivo eléctrico
cualquiera para realizar un trabajo.
Cuando conectamos un equipo o consumidor eléctrico a un circuito alimentado por una fuente
de fuerza electromotriz (F.E.M), como puede ser una batería, la energía eléctrica que suministra
fluye por el conductor, permitiendo que, por ejemplo, una bombilla de alumbrado, transforme
esa energía en luz y calor, o un motor pueda mover una maquinaria.
De acuerdo con la definición de la física, “la energía ni se crea ni se destruye, se transforma”. En
el caso de la energía eléctrica esa transformación se manifiesta en la obtención de luz, calor,
1
Enríquez, Op. cit., pág. 27.

19
frío, movimiento (en un motor), o en otro trabajo útil que realice cualquier dispositivo
conectado a un circuito eléctrico cerrado.
La energía utilizada para realizar un trabajo cualquiera, se mide en “joule” y se representa con la
letra “J”.
3.3.2. Y ¿Qué es la potencia eléctrica?
Se define como la cantidad de trabajo desarrollado en una unidad de tiempo. En un circuito
eléctrico la potencia viene relacionada con la tensión y la intensidad de corriente. La potencia se
representa con la letra P y su unidad es el watt, que se representa con la letra W2. Si la energía
fuese un líquido, la potencia sería los litros por segundo que vierte el depósito que lo contiene.
La fórmula que la relaciona es:
= × ∴ = ×
Si se toma la ley de Ohm, y se sustituyen los términos, nos quedan otras dos fórmulas que
también son válidas:
= ∴ =
= × ∴ = ×
3.4. Energía eléctrica.
Se define como energía eléctrica al trabajo desarrollado en un circuito eléctrico durante un
tiempo determinado. La energía eléctrica se representa por la letra E y su unidad es el Julio, que
a su vez se representa de forma abreviada por la letra J. la fórmula que la relaciona es la
siguiente:
= × ∴ = ×
Donde en el Sistema internacional de unidades:
E = energía eléctrica (J)
P = potencia eléctrica (w)
t = tiempo (s)
Al ser el julio una unidad demasiado pequeña, otra de valor más elevado nos servirá para tomar
medidas; esta es el kilowatt por hora (Kwh)3.
× = × = , × = , ,
2
Martin Barrio Ricardo Antonio, et al, 2005, Manual práctico de electricidad y electrónica, Editorial Cultural, S. A; Edición
MMVI, Madrid, España; pág. 19 y 20.
3
Loc Cit.

20
Los medidores de energía eléctrica instalados en cada acometida de la compañía suministradora
miden en Kwh. Sea pues que el precio que pagamos por esta es igual al valor consumido por el
precio unitario.
Como podemos observar estos son algunos conceptos básicos que el operario en
mantenimiento eléctrico debe de conocer y dominar para la correcta realización de sus
actividades, es indudable que la practica hace al maestro, pero la parte teórica que nos indica
cómo se manifiestan los fenómenos físicos es necesario conocerla.

21
4. Toma de lecturas de parámetros eléctricos y su
interpretación
En este tema empezaremos por hacernos la siguiente pregunta: ¿Qué son los parámetros
eléctricos?, regularmente sabemos cuáles son, los manejamos, entendemos sus significados y
los aplicamos en cada una de las actividades de mantenimiento que realizamos, más sin
embargo no estamos familiarizados a conocerlos de esa manera o en su conjunto, más bien
siempre los utilizamos de manera aislada.
A saber, los parámetros de la corriente eléctrica o electricidad son los siguientes:
polaridad,
carga eléctrica,
diferencia de potencial o tensión eléctrica (voltaje)
intensidad (corriente),
resistencia,
potencia,
efecto electromagnético,
También debemos saber que existen dos tipos de corriente a los cuales se le denomina:
1. Corriente continua y
2. Corriente alterna
Dentro de la corriente alterna también tenemos los siguientes parámetros:
capacitancia,
inductancia,
resistividad,
impedancia,
efecto anódico (o sombra de la carga) y
frecuencia.
Para el estudio del presente curso nos enfocaremos en los parámetros que están enfatizados en
negritas y con letra cursiva, los cuales son: voltaje, intensidad de corriente y frecuencia de la
corriente alterna.
En el capítulo anterior se definieron los conceptos de voltaje e intensidad de corriente, ahora
hablaremos de la frecuencia de la corriente alterna, empezaremos por definir que es la
corriente alterna.

22
La corriente alterna (C.A.).
Se denomina corriente alterna (abreviada CA en español y AC en inglés, de alternating current)
a la corriente eléctrica en la que la magnitud y el sentido varían cíclicamente (con una
frecuencia).
La forma de oscilación de la corriente alterna más comúnmente utilizada es la oscilación
senoidal con la que se consigue una transmisión más eficiente de la energía, a tal punto que al
hablar de corriente alterna se sobrentiende que se refiere a la corriente alterna senoidal.
Sin embargo, en ciertas aplicaciones se utilizan otras formas de oscilación periódicas, tales como
la triangular o la cuadrada.
Utilizada genéricamente, la CA se refiere a la forma en la cual la electricidad llega a los hogares y
a las industrias. Sin embargo, las señales de audio y de radio transmitidas por los cables
eléctricos, son también ejemplos de corriente alterna. En estos usos, el fin más importante
suele ser la transmisión y recuperación de la información codificada (o modulada) sobre la señal
de la CA.
Frecuencia de la corriente alterna.
La característica principal de una corriente alterna es que durante un instante de tiempo un
polo es negativo y el otro positivo, mientras que en el instante siguiente las polaridades se
invierten tantas veces como ciclos o Hertz por segundo posea esa corriente. No obstante,
aunque se produzca un constante cambio de polaridad, la corriente siempre fluirá del polo
negativo al positivo, tal como ocurre en las fuentes de FEM que suministran corriente directa.
La frecuencia de la corriente alterna (C.A.) constituye un
fenómeno físico que se repite cíclicamente un número
determinado de veces durante un segundo de tiempo y puede
abarcar desde uno hasta millones de ciclos por segundo o Hertz
(Hz).
La frecuencia se representa con la letra ( f ) y su unidad de medida es el ciclo por segundo o
Hertz (Hz). Sus múltiplos más generalmente empleados son los siguientes:
Kilohertz (kHz) = 103 Hz = 1 000 Hz = 1000 ciclos por segundo.
Megahertz (MHz) = 106 Hz = 1 000 000 Hz = 1 000 000 ciclos por segundo.
Gigahertz (GHz) = 109 Hz= 1 000 000 000 Hz = 1 000 000 000 ciclos por segundo.
La corriente alterna puede tener diferentes formas de onda, pero la más común es la que
presenta una onda sinusoidal o senoidal por cada ciclo de frecuencia.

23
Veamos un ejemplo práctico que ayudará a comprender mejor el
concepto de frecuencia de la corriente alterna: Si hacemos que la
pila que se encuentra en la figura del circuito eléctrico que
enciende el foco gire a una determinada velocidad, se producirá
un cambio constante de polaridad en los bornes donde hacen
contacto los dos polos de dicha pila. Esta acción hará que se
genere una corriente alterna tipo pulsante, cuya frecuencia
dependerá de la cantidad de veces que se haga girar la manivela a la que está sujeta la pila para
completar una o varias vueltas completas durante un segundo.
En este caso si hacemos una representación gráfica utilizando un eje de coordenadas para la
tensión o voltaje y otro eje para el tiempo en segundos, se
obtendrá una corriente alterna de onda cuadrada o pulsante,
que parte primero de cero volts, se eleva a 1,5 volt, pasa por “0”
volt, desciende para volver a 1,5 volt y comienza a subir de nuevo
para completar un ciclo al pasar otra vez por cero volts. Si la
velocidad a la que hacemos girar la pila es de una vuelta
completa cada segundo, la frecuencia de la corriente alterna que
se obtiene será de un ciclo o Hertz por segundo (1 Hz). Si
aumentamos ahora la velocidad de giro a 5 vueltas por segundo, la frecuencia será de 5 ciclos o
Hertz por segundo (5 Hz). Mientras más rápido hagamos girar la manivela a la que está sujeta
la pila, mayor será la frecuencia de la corriente alterna pulsante que se obtiene.
En Europa la corriente alterna que llega a los hogares es de 220 volt y tiene una frecuencia de
50 Hz, mientras que en la mayoría de los países de América la tensión de la corriente es de 110
ó 120 volt, con una frecuencia de 60 Hz. La forma más común de generar corriente alterna es
empleando grandes generadores o alternadores ubicados en plantas termoeléctricas,
hidroeléctricas o centrales atómicas.
4.1. Equipos para la medición de los parámetros
Ya están definidos los parámetros que nos interesa medir de la corriente eléctrica, los cuales
nos servirán para saber si nuestras subestaciones eléctricas están operando con normalidad o
presentan variaciones, y en caso de presentarse ¿Qué debemos hacer?
Bueno entonces, ¿Cómo los medimos?
Para medir el voltaje requerimos de un equipo llamado voltímetro el cual es un instrumento
que sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos de un circuito eléctrico.
Para efectuar la medida de la diferencia de potencial el voltímetro ha de colocarse en paralelo;
esto es, en derivación sobre los puntos entre los que tratamos de efectuar la medida.

24
Y ¿cualquier tensión puedo medir con cualquier voltímetro?
CLARO QUE NO, EL VOLTÍMETRO QUE SE UTILICE DEBE DE TENER LA CAPACIDAD DE MEDIR LA
TENSIÓN A LA QUE ESTA EL CIRCUITO, EL UTILIZAR UN EQUIPO DE MEDICIÓN QUE NO ES
ADECUADO VA HA CAUSAR LESIONES GRAVES O LA MUERTE EN EL OPERARIO.
En el capítulo anterior se definieron los rangos de voltaje, así pues, dependiendo de los valores
será el equipo a utilizar, regularmente los multímetros o tester poseen capacidades hasta los
600 Voltios o hasta 1, 000 Voltios, estos son solo para baja tensión, para mediciones de media y
alta tensión la industria eléctrica ha desarrollado los dispositivos llamados:
Transformadores de medida, y
Transformadores de potencia
Estos elementos serán Tratados en el capítulo 5 con más amplitud.
Regularmente en los tableros de las subestaciones de las instalaciones de los Servicios Médicos
de Petróleos Mexicanos se encuentran estos equipos instalados, dependiendo de la antigüedad
de los tableros, estos pueden ser análogos o digitales, más sin embargo su función es en ambos
casos la misma, medir el voltaje.
Ok, continuando con el tema, ya hablamos de cómo se mide el voltaje, pero, como medimos la
intensidad de corriente...pues bien existen equipos llamados amperímetros (los cuales deben su
nombre a la unidad de medida de la corriente: el Ampere), estos censan el flujo de electrones a
través de un núcleo de hierro por medio del campo magnético que se induce en este debido al
paso de la corriente por el conductor.
Regularmente se conocen como pinza amperimetrica, amperímetro de gancho, gancho
amperimetrica o ampermetro de gancho, como quiera que los llamen sirven para el propósito
que te indique.
Pero al igual que con el voltímetro esta dimensionado por una capacidad, y de igual forma no es
posible medir cualquier valor de amperaje, todo depende de la marca y el modelo.
Así también en los tableros de las subestaciones se encuentran instalados dispositivos de
medición indirecta que nos indican los valores del consumo de corriente en nuestro sistema,
estos dispositivos eléctricos son denominados transformadores de corriente y de igual forma en
el capítulo 5 hablaremos más a fondo de ellos.
Y finalmente ¿Cómo medimos la frecuencia?......pues bien esta se mide con equipos llamados
frecuenciometros o hertziometros, estos miden los ciclos por segundo que presenta la corriente
eléctrica, aunque en estos equipos también circula una corriente (por lo cual también existe
riesgo de un choque eléctrico) podríamos decir que son más nobles, ya que no se manipula la

25
corriente de una forma tan “activa” que con los anteriores, también se pueden encontrar los
modelos portátiles y los que están instalados en los tableros de las subestaciones eléctricas.
Existe otro equipo que dispone en uno solo de todos los dispositivos de medición antes
mencionados, lo llamamos multímetro o tester, con este equipo tenemos en uno solo la manera
de medir voltajes, amperajes, frecuencia, continuidad, capacitancia, temperatura, y otros
parámetros más (esto depende de la marca y el modelo), aunque la mayoría de los modelos
están diseñados para mediciones solo en baja tensión, también podremos encontrar otros más
especializados (obviamente a mayor costo), es indispensable que este equipo este dentro de la
herramienta del operario eléctrico, ya que será un gran aliado para las actividades de
mantenimiento y sobre todo para cuidar la integridad física y prevenir accidentes.
4.2. Interpretación de los parámetros.
Y para que me sirve conocer el voltaje, la corriente y la frecuencia en una subestación eléctrica y
en general en un circuito o equipo eléctrico.
La respuesta es simple, si estos son los parámetros de la energía eléctrica, pues entonces me
dicen como se está comportando. La generación de la energía en México cumple con unos
requisitos para su consumo y utilización, son los parámetros antes mencionados, durante
nuestras actividades de operación de las Subestaciones es nuestra responsabilidad vigilar que se
cumplan estos parámetros, en caso contrario nos darán indicios de mal funcionamiento y
podremos tomar decisiones acerca de la continuidad del servicio o si es necesario sacar de
operación algún equipo.
Los valores de los voltajes nominales de las redes eléctricas que utilizamos en nuestros sistemas
son los siguientes (por dar algunos ejemplos):
Voltaje nomina de
linea a linea (V L-L)
Voltaje nomina de
linea a neutro (V L-N)
1 linea y un
neutro
1φ 2H N/A 127
2 lineas y un
neutro
2φ 2H 220 127
220 127
480 277
220 127
480 277
Nota: se permite una variacion de +/- 10%
Monofasicos
Tipos de sistemas de corriente
alterna
3 lineas 3φ 3H
3 lineas y un
neutro
3φ 4H
Trifasica

26
Un componente eléctrico genera siempre un poco de calor al mismo tiempo que consume
energía. Cuando el voltaje de alimentación a un componente es demasiado alto o bajo puede
generar un calor adicional. El calor es el enemigo principal de los componentes eléctricos.
Por lo general todos los equipos han sido diseñados para trabajar con un voltaje especifico, y
tienen un factor de seguridad de voltaje de un +/- 10%, este factor de seguridad se incluye para
compensar las posibles fluctuaciones en el voltaje alimentación
Operar una unidad o componente específico, continuamente en cualquiera de los voltajes
extremos (+10 o - 10%), es una mala práctica que acortara considerablemente su vida útil. De
aquí la importancia de vigilar los voltajes en nuestras subestaciones eléctricas.
Por esa razón nunca haga trabajar un sistema cuando el desfase del voltaje sea mayor de 2 %.
El desfase de voltaje se calcula con la siguiente formula:
% = × 100
Para comprender mejor la manera de calcular el desbalance tenemos el siguiente ejemplo:
Se toman los valores de voltaje entre líneas en el compresor de una unidad tipo paquete de 40
TR que da servicio como relevo al área de Urgencias del Hospital de Especialidades Médicas de
San Juan Molón obteniendo los siguientes valores
Voltaje L1 -L2 Voltaje L2 – L3 Voltaje L3 – L1
215 VCA 221 VCA 224 VCA
Calculo del Voltaje promedio = (215+221+224)/3
= 660/3= 220 VCA
Calculo de la Desviación máxima de voltaje
L1-L2=220-215=5V
L2-L3=221-220=1V
L3-L1=224-220=4 V
Desfase de voltaje = (5 V / 220 V) X 100 = 2.27%
En este ejemplo el desfase de voltaje es mayor al 2 %, por lo que el equipo podrá sufrir
sobrecalentamiento y fallas de sus componentes.

27
Otro factor importante a consideran es que mientras disminuye el voltaje, por simple relación
de la ley de Ohm el amperaje aumentara y esto como consecuencia aumentara el calor
producido por efecto joule en el equipo o circuito, los cual deteriora los aislamientos y puede
poner en jaque las protecciones de los sistemas y con ello la consecuencia de fallo.
Por otro lado, porque es importante monitorear las intensidades de corriente, como se acaba
de mencionar en el párrafo anterior, si “cae” el voltaje el amperaje aumenta y eso produce más
calor al sistema, pero que pasa si el amperaje disminuye…
Claro, por simple relación puede ser que el voltaje haya aumentado, con la consecuencia de un
desfase del voltaje, pero también me puede indicar otras causas, como por ejemplo perdida de
“carga” y esto me alarmara e indicara que debo de revisar mi sistema.
Así también el amperaje se desbalancea, y esto produce cargas parasitas, inductancias,
recalentamientos por efecto joule y otros efectos adversos que dañan los circuitos, equipos y
sistemas.
A continuación, describiré como calcular el desbalanceo del amperaje, el cual no debe ser
mayor del 10 %
Análogamente al cálculo para el voltaje la fórmula es la siguiente:
% = × 100
Para comprender mejor la manera de calcular el desbalance tenemos el siguiente ejemplo:
En el mismo Hospital de Especialidades Médicas de San Juan Molón se toman los valores de
amperaje por línea en el compresor de una unidad tipo paquete de 40 TR que da servicio como
relevo al área de Urgencias, obteniendo los siguientes valores
Amperaje L1 Amperaje L2 Amperaje L3
68 Amper 55 Amper 57 Amper
Calculo del Amperaje promedio = (68+55+57)/3
= 180/3= 60 Amper
Calculo de la Desviación máxima del amperaje:
L1=68 – 60 = 8 Amper
L2=60 – 55 = 5 Amper
L3=60 – 57 = 3 Amper

28
Desfase del amperaje = (8 A / 60 A) X 100 = 13.33%
Lo cual es mayor que la desviación permitida del 10%.
Finalmente, una diferencia en la frecuencia de la corriente eléctrica también produce problemas
en los anteriores valores de la energía, como vimos en párrafos anteriores la frecuencia con que
se produce y que se utiliza en México es de 60 Hz una disminución de ella nos lleva a una caída
del voltaje y aumento del amperaje, y consecuentemente una valores por encima de lo normal
nos lleva a un aumento de tensión y bajos amperajes, para acabar pronto, de todas formas “se
tronaran” los equipos, sistemas y circuitos con estas desviaciones.
Cómo pudiste apreciar el conocer y saber evaluar los parámetros antes descritos de la corriente
eléctrica es vital para el buen funcionamiento de toda una subestación eléctrica, un sistema, un
circuito o un equipo, y que crees, consecuentemente esto te acarreara menos problemas y con
ello menos mantenimiento a tus instalaciones.
Recuerda que es nuestra responsabilidad el analizar estos parámetros en nuestro centro de
trabajo, en cuanto encuentres cambios en ellos repórtalo a la supervisión de mantenimiento
para la toma de decisiones oportuna, de la cual tu estarás orgulloso de haber iniciado, gracias a
poner en práctica los conocimientos adquiridos en este tema, animo como te habrás dado
cuenta es sencillo, no son cálculos difíciles que con ayuda de una calculadora o tu teléfono
celular podrás hacerlo.

29
5. Subestaciones eléctricas.
El participante:
Reconocerá cada uno de las partes que conforman una subestación eléctrica, su función
e importancia dentro del conjunto.
Muy bien, ha llegado el momento de analizar los que es una subestación eléctrica, para ello
definiremos una serie de conceptos los cuales nos ayudaran a comprender estas construcciones
realizadas por el hombre para poder controlar una gran fuerza, la energía eléctrica.
El desarrollo de la electricidad se inició aproximadamente hace un siglo habiendo cambiado
desde entonces nuestras formas de vida. A partir del desarrollo experimental de Thomas Alva
Edison para obtener finalmente la lámpara incandescente, se observó un desarrollo notable en
los requerimientos del uso de la electricidad, no solo para alumbrado, también para otros usos
distintos, con lo que quedó establecida la necesidad de producir volúmenes considerables de
energía eléctrica y medios prácticos para su distribución.
Estos medios de distribución fueron diseñados por Nicola Tesla en 1888 ya que en dicho año
diseño el primer sistema practico para generar y transmitir corriente alterna, ya que Thomas
Alva Edison había propuesto un sistema, pero con corriente directa la cual no se podía
transmitir hasta lugares muy alejados de las centrales generadoras.
A lo cual aparecieron las centrales generadoras, los sistemas de transmisión y distribución y las
instalaciones eléctricas. Es decir, que para poder dar uso a la electricidad se requiere de todo un
conjunto de instalaciones con distintas funciones, pero con un solo propósito, llevar la energía
eléctrica a satisfacer necesidades.
5.1. Definición de subestación eléctrica
Una subestación eléctrica es una instalación destinada a modificar y establecer los niveles de
tensión de una infraestructura eléctrica, con el fin de facilitar el transporte y distribución de la
energía eléctrica. Su equipo principal es el transformador, Interruptores, Barras o líneas de
distribución y equipo de protección y medición.
La razón técnica que explica por qué el transporte y la distribución en energía eléctrica se
realizan a tensiones elevadas, y, en consecuencia, por qué son necesarias las subestaciones
eléctricas es la siguiente:

30
Las pérdidas de potencia que se producen en un conductor por el que circula una
corriente eléctrica, debido al Efecto Joule, son directamente proporcionales al valor de
esta (P = I2 x R).
La potencia eléctrica transportada en una red es directamente proporcional al valor de
su tensión y al de su intensidad (P = V x I).
Por tanto, cuanto mayor sea el valor de la tensión, menor deberá ser el de intensidad para
transmitir la misma potencia y, en consecuencia, menores serán las pérdidas por efecto Joule.
Además de transformadores, las subestaciones eléctricas están dotadas de elementos de
maniobra (interruptores, seccionadores, etc. y protección fusibles, interruptores automáticos,
etc. que desempeñan un papel fundamental en los procesos de mantenimiento y operación de
las redes de distribución y transporte.
NOTA: Uno de las maniobras más habituales y a la vez, más peligrosa, que se realiza en una
subestación eléctrica es la apertura y cierre
de interruptores, debido a que, el carácter
inductivo de los circuitos, presenta rechazo
al corte en la circulación de la intensidad
eléctrica que se produce en la apertura de
un interruptor. Pueden aparecer incluso,
arcos eléctricos que liberan una gran
cantidad de energía, y que pueden resultar
peligrosos para las personas e instalaciones.
Los avances tecnológicos y las mejoras de diseño, han permitido sustituir los interruptores
eléctricos convencionales, con corte al aire, por interruptores blindados, que realizan el corte en
un gas, hexafloruro de azufre (SF6), que impide la formación de arcos y la propagación de la
llama.
Las subestaciones eléctricas tienen clasificaciones dependiendo de factores como son:
1) Por su función
a) Subestaciones en plantas generadoras o centrales eléctricas.
b) Subestaciones receptoras Primarias.
c) Subestaciones receptoras Secundarias.
2) Por su sistema de distribución.
a) Sistema de distribución radial.
b) Sistema de distribución de anillo.
c) Sistema de distribución de secundario selectivo.
3) Por el tipo de instalación.
a) Subestaciones tipo intemperie.
b) Subestaciones de tipo interior.
c) Subestaciones Tipo Blindado.

31
5.2. Partes principales
Las subestaciones eléctricas son aquellas instalaciones donde se ejecutan operaciones manuales
y/o automáticas para la transmisión o distribución de la energía eléctrica de manera continua y
segura.
Todos los elementos de una subestación eléctrica tienen una función que desempeñar y cada
uno es importante de acuerdo a la ubicación que guarden dentro de la instalación.
Los principales elementos de una subestación eléctrica son:
Aisladores.
Conexiones.
Transformador de potencia.
Transformadores de medida.
Barras colectoras.
Interruptores de potencia.
Seccionadores.
Pararrayos.
Sistema de puesta a tierra.
Conductor aislado.
Copas, empalmes y codos rompe Arcos,
Baterías, rectificador / cargador y UPS.
Sistema de protecciones.
Sistema de control.
Todos estas partes o dispositivos pueden o no estar en las subestaciones, esto dependerá de la
capacidad y la clasificación de la misma. De forma general se definirán cada uno de las partes
anteriormente enlistadas
5.2.1. Aisladores
Es una pieza o estructura de material aislante, que tiene por objeto dar soporte rígido o flexible
a los conductores de la subestación eléctrica y proporcionan el nivel de aislamiento requerido
por el sistema. Deben soportar los diferentes estreses eléctricos y/o mecánicos a los que será
sometida la subestación en condiciones normales de operación (sobretensiones atmosféricas,
vientos, cortocircuitos, tracción mecánica, etc.). Están compuestos por una o más piezas
aislantes en las cuales los accesorios de conexión (herrajes) forman parte del mismo.

32
Tipos de Aisladores
Los tipos de aisladores más usados son:
Aisladores de espiga.
Aisladores de suspensión.
Aisladores rígidos (columna).
Aisladores de carrete.
Materiales
Los materiales aislantes más usados son la porcelana y el vidrio templado, aun que
recientemente se usan compuestos poliméricos a base de EPDM y goma silicona. Las
características en general que debe tener estos materiales son:
Alta resistencia eléctrica.
Alta resistencia mecánica.
Estructura muy densa.
Cero absorciones de humedad.
Aisladores cerámicos Aisladores poliméricos
5.2.2. Conectores
Dispositivo que sirven para mantener la continuidad eléctrica entre dos conductores, estos
pueden ser:
Conectores mecánicos: emplean medios mecánicos para crear puntos de contacto y
mantener la integridad de la conexión. Son fáciles de instalar y removibles, sin embargo,
requieren de mantenimiento frecuente para evitar la formación de “puntos calientes”.
Conectores tipo cuña: son realmente una
forma especial de conectores mecánicos, y
lo suficientemente diferentes como para
ser tratados de forma separada. El conector
de cuña incorpora un componente tipo
cuña y un cuerpo afilado tipo resorte con la
forma de una C (o cuerpo tipo C). Durante
la instalación, la cuña es llevada entre dos
conductores a la 'C' abriendo el cuerpo con

33
forma de C, el que a su vez coloca elevadas fuerzas en los conductores para una
conexión estable y segura. El efecto de resorte del cuerpo en forma de 'C' mantiene una
presión constante en toda la vida de la conexión logrando una mayor confiabilidad bajo
condiciones severas de carga y climáticas.
Conectores automáticos: son un subconjunto único de los conectores mecánicos. Estos
brindan una conexión permanente por medio de empalmes en tramos donde la tensión
instalada excede al esfuerzo de ruptura nominal del conductor en un 15%. Estos
conectores se usan casi exclusivamente en aplicaciones de distribución y es uno de los
métodos más rápidos de empalmar dos conductores aéreos.
El principio "automático" emplea dientes aserrados afilados dentro de la manga del
conector que aprieta al conductor cuando se aplica una tensión. Cuando se intenta
retirar el conductor, las Clavijas engrampan hacia abajo al conductor debido al
ahusamiento en el conector. Esta acción de cuña aumenta con el empuje aplicado al
conductor. Obviamente, sólo se deben usar conexiones automáticas cuando los
conectores están con tensión mecánica.
Aun cuando es muy fácil la instalación de este tipo de conector, es crítico que exista una
tensión mecánica constante en las conexiones automáticas. La flecha de la línea y la
vibración del viento pueden afectar negativamente la resistencia del contacto, y
finalmente con el tiempo, la integridad de la conexión.
Conectores por compresión: las conexiones por compresión usan herramientas
especialmente creadas para engrapar o sujetar el conector al conductor con una gran
fuerza, creando una unión eléctrica permanente. Los conectores de compresión están
disponibles para conductores de aluminio, de cobre y de acero, además de
combinaciones de éstos. El bajo costo de un conector de compresión comparado con los
otros métodos no puede pasarse por alto, particularmente cuando se refiere a la
distribución. Por experiencia se conoce que los conectores de compresión operarán
mejor que los conectores mecánicos, y en el peor caso, con igual performance. La
naturaleza de su construcción permite un mejor grado de envoltura del conductor que
retiene el compuesto inhibidor de óxido y protege el área de contacto de la atmósfera,
brindando por lo tanto, una conexión libre de mantenimiento.
Conectores fusión: El proceso de soldado requiere que se unan los materiales de de los
conductores tal forma que sean libres de contaminantes, una unión soldada
adecuadamente puede crear un conductor continuo que es muy confiable. Al permitir la
conductividad del material de relleno, la unión esencialmente homogénea creada por
una soldadura brinda una relación de resistencia menor a la unidad. Se requiere un
mayor nivel de habilidad para producir una soldadura confiable. Cualquier impureza de
la superficie, tales como la grasa o la suciedad durante la fusión contaminará la unión y
ocasionará una baja conductividad eléctrica y/o insuficiente esfuerzo mecánico.
5.2.3. Transformadores
Se denomina transformador a un dispositivo eléctrico que permite aumentar o disminuir la
tensión en un circuito eléctrico de corriente alterna, manteniendo la frecuencia. La potencia que

34
ingresa al equipo, en el caso de un transformador ideal (esto es, sin pérdidas), es igual a la que
se obtiene a la salida. Las máquinas reales presentan un pequeño porcentaje de pérdidas,
dependiendo de su diseño, tamaño, etc.
El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna de un cierto nivel
de voltaje, en energía alterna de otro nivel de voltaje, por medio de la acción de un campo
magnético. Está constituido por dos o más bobinas de material conductor, aisladas entre sí
eléctricamente por lo general arrolladas alrededor de un mismo núcleo de material ferro
magnético. La única conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se
establece en el núcleo.
Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno de la inducción electromagnética
y están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas devanadas sobre un núcleo
cerrado de hierro dulce o hierro silicio. Las bobinas o devanados se denominan primario y
secundario según correspondan a la entrada o salida del sistema en cuestión, respectivamente.
También existen transformadores con más devanados; en este caso, puede existir un devanado
"terciario", de menor tensión que el secundario.
Representación esquemática de un transformador
Funcionamiento.
Si se aplica una fuerza electromotriz alterna en el devanado primario, las variaciones de
intensidad y sentido de la corriente alterna crearán un campo magnético variable dependiendo
de la frecuencia de la corriente. Este campo magnético variable originará, por inducción
electromagnética, la aparición de una fuerza electromotriz en los extremos del devanado
secundario.
Relación de Transformación.
La relación de transformación nos indica el aumento o decremento que sufre el valor de la
tensión de salida con respecto a la tensión de entrada, esto quiere decir, por cada volt de
entrada cuántos volts hay en la salida del transformador.
La relación entre la fuerza electromotriz inductora (Ep), la aplicada al devanado primario y la
fuerza electromotriz inducida (Es), la obtenida en el secundario, es directamente proporcional al

35
número de espiras de los devanados primario (Np) y secundario (Ns) y se designa por la
siguiente expresión matemática:
=
La razón de la transformación (m) del voltaje entre el bobinado primario y el bobinado
secundario depende de los números de vueltas que tenga cada uno. Si el número de vueltas del
secundario es el triple del primario, en el secundario habrá el triple de tensión.
= = =
Dónde:
Vp = Tensión en el devanado primario o tensión de entrada.
Vs = Tensión en el devanado secundario o tensión de salida
Ip = Corriente en el devanado primario o corriente de entrada.
Is = Corriente en el devanado secundario o corriente de salida.
Esta particularidad se utiliza en la red de transporte de energía eléctrica: al poder efectuar el
transporte a altas tensiones y pequeñas intensidades, se disminuyen las pérdidas por el efecto
Joule y se minimiza el costo de los conductores.
Así, si el número de espiras (vueltas) del secundario es 100 veces mayor que el del primario, al
aplicar una tensión alterna de 230 voltios en el primario, se obtienen 23.000 voltios en el
secundario (una relación 100 veces superior, como lo es la relación de espiras). A la relación
entre el número de vueltas o espiras del primario y las del secundario se le llama relación de
vueltas del transformador o relación de transformación.
Ahora bien, como la potencia eléctrica aplicada en el primario, en caso de un transformador
ideal, debe ser igual a la obtenida en el secundario, el producto de la fuerza electromotriz por la
intensidad (potencia) debe ser constante, con lo que, en el caso del ejemplo, si la intensidad

36
circulante por el primario es de 10 amperios, la del secundario será de solo 0,1 amperios (una
centésima parte).
A continuación, se mencionan los tipos de transformadores.
Transformador de potencia: es una maquina eléctrica de corriente alterna que no tiene partes
móviles. Consta de dos bobinas de alambre no magnético aisladas entre si y montadas estas en
un núcleo magnético, todo esto sumergido en aceite aislante contenido en un tanque. (También
se construyen transformadores de tipo seco). Puede ser utilizado como elevador de tensión o
reductor de tensión, dependiendo esto de la relación de vueltas entre el devanado primario y el
devanado secundario (n1/n2).
Los valores nominales que definen a un transformador son:
Potencia aparente (S)
Tensión (V)
Corriente (I)
Frecuencia (f)
Se usan en las subestaciones de envió y de llegada para poder realizar la transmisión
(regularmente en 110 kv) y para la distribución en las ciudades (para bajar de 110 kv a 36 kv,
13.8 kv, 4.16 kv, etc.).
En nuestras instalaciones se utilizan para bajar la tensión de distribución de las líneas de 13. 8 kv
a 480 v, 227/127 v.
Transformadores de medida: son equipos eléctricos que transforman magnitudes eléctricas
primarias (intensidades y tensiones) en otras secundarias del mismo tipo, apropiadas para los
aparatos conectados (instrumentos de medida, contadores, relés de protección, registradores,
otros).
Hay dos clases de transformadores de medida:
Transformadores de corriente (intensidad).
Transformadores de tensión.
Transformador de potencial (TP): se emplean para medición y/o protección; su nombre se debe
a que la cantidad principal por variar es la tensión, o sea que permiten reducir un voltaje de un
valor que puede ser muy alto a un valor utilizado por los instrumentos de medición o
protección.
Transformador de corriente (TC): cuando se desea hacer las mediciones cuyos valores son
elevados y no pueden ser manejados directamente por los instrumentos de medición y
protección, o bien, cuando se trata de hacer mediciones de corriente en circuitos que operan.

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5.2.4. Barras
En forma genérica se designa al nodo que se utiliza para hacer las derivaciones y/o conexión
entre los diferentes elementos que componen a la subestación eléctrica.
Están formadas por:
Conductores eléctricos (barras macizas o tubulares o conductores flexibles).
Aislador que sirve de aislante eléctrico y de soporte mecánico adecuado ante los
esfuerzos electrodinámicos producto de un cortocircuito.
Conectores y herrajes.
5.2.5. Interruptores
Los interruptores son los elementos cuya función es desconectar los circuitos bajo condiciones
de corriente nominal, vació o corto circuito, es decir, con condiciones normales o anormales. Su
operación o ciclo de trabajo puede consistir en los siguientes:
1. Desconexión normal.
2. Interrupción de corriente de falla.
3. Cierre con corriente de falla.
4. Interrupción de corriente capacitiva.
5. Interrupción de pequeñas corrientes inductivas.
6. Fallas de línea corta
7. Oposición de falla durante las salidas del sistema.
8. Recierres automáticos rápidos.
9. Cambios súbitos de corriente durante las operaciones de maniobras.
Interruptores de potencia: Un disyuntor o interruptor de potencia es un dispositivo de
maniobra cuya función consiste en interrumpir la conducción de corriente en un circuito
eléctrico bajo carga, en condiciones normales, así como, bajo condiciones de cortocircuito.
Su comportamiento determina el nivel de confiabilidad de un sistema eléctrico.
Componentes: La parte activa está formada por la cámara de extinción que soportan los
contactos. La parte pasiva es la estructura que aloja a la parte activa.

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Tipos: dependiendo del medio usado para de extinguir el arco producido por la apertura de una
corriente de falla tenemos:
Gran volumen de aceite.
Pequeño volumen de aceite.
Neumático (aire comprimido).
Vacío.
SF6 (hexafluoruro de azufre).
5.2.6. Seccionadores
Los seccionadores o cuchillas son un dispositivo de maniobra para conectar y desconectar los
diversos equipos que componen una subestación. Su operación puede ser con circuitos
energizados, pero sin carga. Algunos equipos vienen equipados con dispositivos para ser
operados bajo carga. Pueden ser operados con pértigas o con mandos manuales y/o eléctricos.
Componentes: Está formado por una base metálica donde se fijan dos o tres columnas de
aisladores y sobre estos se encuentra la cuchilla.
La cuchilla está formada por una parte móvil y una parte fija que es una mordaza que recibe y
presionan la parte móvil.
Dependiendo de la posición que guarde la parte móvil de la cuchilla con respecto a la base
puede ser:
Horizontal.
Horizontal invertido.
Vertical.
Pantógrafo.
Tienen generalmente asociado sistemas de enclavamientos con los componentes asociados
para evitar su apertura mientras se encuentre bajo carga el circuito.
Cuchillas fusibles: Es un elemento de protección (cuando se funde el fusible por la sobrecarga a
corto circuito) y de desconexión, en algunas ocasiones se reemplaza por otro equipo como

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restauradores, dependiendo de la importancia de la red, nivel de falla, criterios de operación y
protección, etc.
Cuchillas seccionadoras: Son dispositivos de maniobra capaces de interrumpir en forma visible
la continuidad de un circuito, pueden ser maniobradas bajo tensión, pero en general sin
corriente ya que poseen una capacidad interruptiva casi nula. Su empleo es necesario en los
sistemas ya que debe existir seguridad en el aislamiento físico de los circuitos antes de realizar
cualquier trabajo y para los cuales la presencia de un Interruptor no es suficiente para garantizar
un aislamiento eléctrico.
Tipos de cuchillas: Las cuchillas seccionadoras pueden tener formas constructivas y
características constructivas que tienen variantes en base a la tensión de aislamiento y a la
corriente que deben conducir en condiciones normales:
1. Cuchillas Unipolares
2. Cuchillas Tripolares
3. Cuchillas Unipolares de rotación.
4. Cuchillas desconectadoras tripolares giratorias.
5. Cuchillas desconectadoras de apertura vertical.
6. Cuchillas desconectadoras tipo pantógrafo.
5.2.7. Pararrayos
Los pararrayos son un dispositivo eléctrico formado por una serie de elementos resistivos no
lineales y explosores que limitan la amplitud de las sobretensiones originadas por descargas
atmosféricas, operación de interruptores o desbalance de sistemas.
Las funciones específicas de los pararrayos son:
Reducir las sobretensiones peligrosas a valores que no dañen el
aislamiento del equipo. Para cumplir con lo anterior se debe
seleccionar el aislamiento apropiado.
Operar sin sufrir daño por tensiones en el sistema y corrientes que
circulen por este.
Componentes: Está formado por varias piezas de distancia no lineal
apiladas en una columna hueca de porcelana o material polimérico, En uno
de los extremos tiene una placa relevadora de presión que en caso de
sobrepresión interna libera los gases evitando la ruptura de la porcelana.
Los pararrayos se pueden considerar divididos en tres grupos:
Cuernos de arqueo.
Pararrayos autovalvulares.
Pararrayos de óxido metálico.

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5.2.8. Puesta a tierra
Es el conjunto de elementos conductores que están en contacto directo con el suelo y que
proveen caminos de baja impedancia para el retorno de la corriente de falla, proporcionando
seguridad a cualquier ser viviente que pudiera estar dentro de la subestación en ese momento.
En general, existen diversos sistemas (o subsistemas) de puesta a tierra en una misma
instalación o planta, con características y requerimientos diferentes, siendo los más frecuentes:
la puesta a tierra de potencia, la puesta a tierra para descargas atmosféricas y la puesta a tierra
de instrumentos, equipos electrónicos y computadoras.
Advertencia Todos los sistemas existentes de puestas a tierra en la instalación deben
estar interconectados entre sí.
5.2.9. Tableros eléctricos
En el complejo de una subestación eléctrica donde intervienen los instrumentos de maniobra,
de medición, de control y algunos otros, las conexiones eléctricas entre estos que constituyen la
instalación se divide genéricamente en dos categorías: Los tableros y los circuitos principales de
la subestación.
En las instalaciones de pequeña potencia y baja tensión es común que el equipo principal de
los aparatos de maniobra y de control se monten junto a los aparatos que deben accionar o
sea en los propios tableros de distribución. No así en las instalaciones grandes.
Los tableros de medición, control y protección se pueden clasificar en:
a) Tableros de mando directo.
b) Tableros de mando a distancia.
Las normas técnicas, establecen que:
1. Los tableros deben colocarse donde el operador no esté expuesto a daño por la
proximidad de partes vivas o partes de maquinaria o equipo que estén en movimiento.
2. No debe haber materiales combustibles próximos.
3. El espacio alrededor de los tableros debe conservarse despejado y no usarse para
almacenar materiales.
4. Debe preverse espacio para trabajar.
5. El equipo de interruptores debe estar dispuesto en la forma que los medios de control
sean fácilmente accesibles al operador.
6. Debe proporcionarse suficiente iluminación en el frente y atrás del tablero para que
pueda ser fácilmente operado y los instrumentos leídos correctamente.

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Tablero de alumbrado: La alimentación de alumbrado a edificios, talleres y a la misma
subestación se hace normalmente de un sistema trifásico, para lo cual se puede hacer el uso de
tableros de alumbrado que consiste básicamente de tres barras de cobre montadas en una caja
metálica aislada usando un neutro como referencia.
Estos tableros se denominan por lo general “Tableros de alumbrado” aun cuando los circuitos
que salen de este no sean siempre para alimentar alumbrado ya que se puede alimentar cargas
pequeñas de contactos.
5.2.9.1. Centros de control de motores
Los llamados centros de control de motores (CCM) cuyo uso es recomendable, para los motores
de una instalación o de una zona se alimenten en forma centralizada de esta manera un solo
operador puede controlar fácilmente todo un complejo en los cuales se contienen los órganos
de mando, de protección e instrumentación.
Las principales características de los tableros usados como Centro de control de motores son:
Estructura metálica normalizada, realizada de tal manera que sea fácilmente armada y
modular. Cada módulo o compartimiento contiene un grupo de paneles en los que se
alojan los aparatos de mando y control de los motores.
Los paneles o módulos, tienen por lo general dimensiones normalizadas, de manera que
cada compartimiento contenga un número entero de elementos, aunque de
características distintas o sean fácilmente sustituibles en caso de ser necesario. Por
seguridad se recomienda que la puerta de este compartimiento no se puede abrir con el
interruptor energizado.
Cada compartimiento o panel contiene por lo general un interruptor automático que
constituye un órgano de seccionamiento y protección para la corriente de corto circuito,
Estaciones de botones para el mando de motores o bien arrancadores con estación de
botones a control remoto, eventualmente se tienen módulos con instrumentos de
medición, lámparas piloto, etc.
Un sistema de barras generales de distribución, cuchillas o un interruptor general a la
entrada y algunos otros aparatos de medición como por ejemplo wattohorimetros.
5.2.9.2. Tableros de control
Los tableros eléctricos tienen por objeto alimentar, distribuir y controlar la energía eléctrica
dentro del área, donde se genere o utilice. Y centraliza en uno o más cubículos del tamaño y
forma apropiada, los aparatos de medición, protección y control de una carga o cargas
determinadas.

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Componentes de un tablero: Gabinetes, Barras, Interruptores, Interruptores termo magnéticos,
Interruptores Electromagnéticos e Instrumentos.
Gabinete: Los gabinetes son las cajas metálicas o blindaje que tienen por objeto: montar el
equipo eléctrico, de conexión, desconexión, medición y control; conectar interiormente ese
equipo; protegerlo de la intemperie, polvo o de golpes; proteger las personas y a la propiedad
de descargas eléctricas accidentales.
Los gabinetes se clasifican en dos tipos según la dureza a que se someten exteriormente: en
gabinetes de tipo Interior y en gabinetes de tipo Exterior o Intemperie.
Tipo interior: Son los tableros colocados en el interior de un edificio, bajo cubierta, sin que se
vean afectados por la lluvia, la humedad, o cualquier otro agente físico que lo perjudique.
Tipo exterior o intemperie: Para ser montados a la intemperie directamente sobre una
plataforma de concreto y expuestos a la lluvia, al sol, al polvo y a golpes ocasionales. Se fabrican
con lámina gruesa, con techos inclinados, puertas con empaque de hule y sin dejar expuestos
los aparatos.
Fusibles: El uso de fusibles para la protección contra el corto circuito y contra sobrecarga en los
sistemas de baja tensión ha sido muy común por la simplicidad y le bajo costo que estos
elementos representan, estas características hacen que también sean usados en circuitos
demedia tensión.
El fusible está reservado para la interrupción automática del circuito que protege cuando se
verifican condiciones anormales de funcionamiento que están normalmente asociados con las
sobre corrientes, esta interrupción se obtiene de la fusión del elemento fusible que en si
representa la parte fundamental y que determina sus características.
La función del fusible es diferente de aquella que desempeñan los interruptores automáticos ya
que un fusible no está diseñado para desarrollar operaciones de maniobra de apertura y cierre
de un circuito ya que cada vez que opera se requiere la sustitución de un elemento fusible.
La principal función del fusible la desarrolla el elemento fusible propiamente dicho al cual se le
deja la función de soportar sin calentamiento excesivo la corriente nominal y de fundirse
durante un tiempo determinado cuando la corriente supera el límite máximo de fusión prevista,
este tiempo depende de la densidad de corriente del elemento fusible, y otras características
como su resistividad, calor especifico, etc.

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5.3. Voltajes de operación
En nuestras instalaciones los voltajes de operación son los siguientes:
Del lado de alta del transformador tenemos voltajes de distribución de C. F. E. del orden de los
13, 800 Voltios (13.8 kv), este voltaje viene desde las cuchillas seccionadoras del poste en donde
está la acometida de nuestra instalación, hasta las boquillas de alta de nuestro transformador
de potencia (reductor).
Posteriormente en la salida de baja de los trasformadores instalados en las diferentes
subestaciones eléctricas de las unidades médicas de la Región Villahermosa, encontramos
salidas que van desde los 480 Voltios, 227 voltios y 127 voltios.
Con esfuerzo y dedicación has llegado al final del capítulo número 5, a partir de aquí es hora de
reforzar los conocimientos teóricos adquiridos y continuar repasado en casa o en tu tiempo
libre todos estos conceptos hasta que los domines al 100%, recuerda que en gran medida de
ello depende que la realización de tus actividades transcurran sin sobresaltos y mucho menos
incidentes.

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6. Rutinas de mantenimiento preventivo en subestaciones
El participante:
Desarrollará las habilidades necesarias para dar mantenimiento preventivo a las
subestaciones eléctricas y tableros de forma ordenada, siguiendo las normas de
seguridad y con resultados efectivos.
El mantenimiento de los equipos eléctricos de potencia está basado principalmente en la
inspección periódica de los equipos y la ejecución de pruebas eléctricas para evaluar las
condiciones de los paramentos eléctricos tales como aislamiento, resistencia de devanado,
corrientes de excitación, resistencia de contacto, temperatura, entre otros. Los resultados de
estas pruebas permiten hacer diagnósticos y tomar decisiones sobres las acciones de
mantenimiento más profundas.
A continuación, se presentarán las acciones típicas de mantenimiento para los equipos críticos
de un sistema eléctrico de potencia.
6.1. Mantenimiento preventivo a subestaciones eléctricas
TRANSFORMADOR DE POTENCIA
Inspección Visual y Mecánica
1. Inspeccione las condiciones físicas y mecánicas.
2. Inspeccione los anclajes, alineación y puesta a tierra.
3. Verifique la existencia de carteles que indica presencia de PBC.
4. Limpie bushing y gabinetes de control.
5. Verifique los ajustes de las alarmas, control y circuito disparo de los indicadores de
temperatura sean los especificados.
6. Verifique el correcto funcionamiento del sistema de ventiladores.
7. Verifique la operación de las alarmas, control y circuito disparo de los indicadores de
temperatura, indicadores de nivel, dispositivo de control de presión y relé de falla de
presión.
8. Inspecciones las conexiones eléctricas con alta resistencia de contacto usando alguno de
9. los siguientes métodos:
Inspección termografica.
Midiendo la resistencia de contacto.
Ajustando la tornillería según los torques especificados.
Verifique el correcto nivel del aceite del tanque y de los bushing.

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Verifique que exista presión positiva dentro del tanque del transformador.
Realice la inspección y pruebas mecánicas recomendadas por el fabricante.
TRANSFORMADOR DE POTENCIA
Pruebas Eléctricas
1. Mida la Resistencia de aislamiento entre devanados – tierra y devanado – devanado,
calcule el índice de polarización.
2. Mida la relación de transformación en las diferentes posiciones del TLC.
3. Mida el factor de potencia de los devanados.
4. Mida el factor de potencia de los bushing.
5. Mida la corriente de excitación.
6. Mida la resistencia de Devanado en las diferentes posiciones del TLC.
7. Tome una muestra de aceite dieléctrico de acuerdo a lo contenido en la norma ASTM D
923 y realice las siguientes pruebas:
Rigidez dieléctrica: ASTM D 877 y/o ASTM D 1816.
Número de neutralización: ANSI/ASTM D 974.
Gravedad específica: ANSI/ASTM D 1298.
Tensión Interfacial: ANSI/ASTM D 971 o ANSI/ASTM D 2285.
Color: ANSI/ASTM D 1500.
Condición Visual: ASTM D 1524.
Agua: ASTM D 1533.
Factor de potencia: ASTM D 924.
Tome una muestra de aceite dieléctrico de acuerdo a lo contenido en la norma ASTM
D 3613 y realice el análisis de gases disueltos (DGA) de acuerdo con ANSI/IEEE
C57.104 ASTM D3612.
TRANSFORMADORES DE MEDIDA
3. Limpie bushing y gabinetes de control
4. Verifique los circuitos de control y corriente.
6. los siguientes métodos:
7. Inspección termografía
8. Midiendo la resistencia de contacto.
9. Ajustando la tortillería según los torques especificados.
10. Verifique el correcto nivel del aceite de los bushing.
11. Verifique el sistema de puesta a tierra.
12. Verifique los fusibles del primario y secundario.

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Pruebas Eléctricas Transformadores de Corriente
1. Inspecciones las conexiones eléctricas con alta resistencia de contacto.
2. Mida la resistencia de aislamiento entre devanados – tierra aplicando 1000 CC, si es una
unidad de estado sólido siga las recomendaciones del fabricante.
3. Verifique la polaridad del transformador de corriente.
4. Verifique la relación de transformación usando el método de tensión o el de corriente de
acuerdo con la ANSI/IEEE C57.13.1. 1 (IEEE Guide for Field Testing of Relaying Current
Transformers).
5. Verifique la corriente de excitación de acuerdo con la ANSI/IEEE C57.13.1. (IEEE Guide
for Field Testing of Relaying Current Transformers).
6. Verifique los circuitos de corriente de acuerdo con la ANSI/IEEE C57.13.3 (IEEE Guide for
the Grounding of Instrument Transformer Secondary Circuits and Cases).
Pruebas Eléctricas Transformadores de Potencial
1. Inspecciones las conexiones eléctricas con alta resistencia de contacto.
2. Mida la resistencia de aislamiento entre devanados – tierra y devanado – devanado
aplicando 1.000 CC por un minuto, si es una unidad de estado sólido siga las
recomendaciones del fabricante.
3. Verifique la polaridad del transformador de potencial.
4. Verifique la relación de transformación en todos los TAP.
5. Mida el burdens en los terminales del transformador.
Pruebas Eléctricas Transformadores de Potencial Capacitivos
1. Realice todas las instrucciones de mantenimiento aplicadas los transformadores de
potencial.
2. Mida la capacitancia de la sección del capacitor.
3. Mida el factor de potencia.
BARRAS COLECTORAS
los siguientes métodos:
4. Inspección termografica
6. Ajustando la tornillería según los torques especificados.
7. Inspecciones y limpie las ventanillas de ventilación.
8. Verifique el correcto funcionamiento de los calentadores de espacio. (Si aplica).

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Pruebas Eléctricas
1. Mida la resistencia de aislamiento de la barra entre fase – fase y fase – tierra de cada
una de las fases por diez (10) minutos, calcule el IP.
2. Mida la rigidez dieléctrica de la barra de fase a tierra de cada una de las fases de acuerdo
a las recomendaciones del fabricante.
3. Mida el Factor de Potencia.
INTERRUPTORES DE POTENCIA
Inspección Visual y Mecánica Interruptor de Vacío
4. Inspección termografica.
6. Ajustando la tornillería según los torques especificados
7. Limpie la unidad.
8. Realice la prueba del mecanismo de operación del interruptor.
9. Mida la distancia crítica entre los contactos recomendada por el fabricante.
10. Inspecciones integridad de la botella.
11. Verifique la adecuada lubricación de las partes móviles.
12. Tome nota del indicador de operaciones.
Pruebas Eléctricas Interruptor de Vacío
1. Mida la resistencia de aislamiento por un minuto de cada polo del interruptor entre fase
– fase y fase – tierra de cada una de las fases con el interruptor cerrado y
posteriormente con el interruptor abierto.
2. Mida la resistencia de contacto de cada polo del interruptor.
3. Verifique el mínimo pickup de tensión de las bobinas de disparo y de cierre del
interruptor.
4. Dispare el interruptor a través de los dispositivos de protección.
5. Efectué la prueba de integridad de la botella de vacío de acuerdo a las especificaciones
del fabricante (no exceda el tensión estipulado para la prueba).
6. Mida el factor de potencia.
Interruptores de Potencia
Inspección Visual y Mecánica Interruptor de SF6
Inspección termografía.

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Ajustando la tortillería según los torques especificados
Limpie la unidad.
Realice la prueba del mecanismo de operación del interruptor.
Mida la distancia crítica entre los contactos recomendada por el fabricante.
Verifique la presión del SF6.
Inspeccione el compresor y el tanque de aire comprimido.
Verifique la adecuada lubricación de las partes móviles.
Tome nota del indicador de operaciones.
Pruebas Eléctricas Interruptor de SF6
Mida la resistencia de aislamiento por un minuto de cada polo del interruptor entre fase
– fase y fase – tierra de cada una de las fases con el interruptor cerrado y
posteriormente con el interruptor abierto.
Mida la resistencia de contacto de cada polo del interruptor.
Verifique el mínimo pickup de tensión de las bobinas de disparo y de cierre del
interruptor.
Dispare el interruptor a través de los dispositivos de protección.
Verifique la calidad del Gas (ppm de Humedad).
Mida el factor de potencia.
SECCIONADORES
Inspeccione las condiciones físicas y mecánicas.
Inspeccione los anclajes, rigidez del montaje, alineación y puesta a tierra.
Inspecciones las conexiones eléctricas con alta resistencia de contacto usando alguno de
Limpie la unidad.
Verifique el estado de los contactos y su lubricación.
Realice la prueba del mecanismo de operación del seccionador verificando la
simultaneidad de los polos.
Verifique la adecuada lubricación de las partes móviles.
Tome nota del indicador de operaciones.
Pruebas Eléctricas Seccionador
Mida la resistencia de aislamiento por un minuto de cada polo del seccionador entre
fase – fase y fase – tierra de cada una de las fases con el seccionador cerrado y
posteriormente con el seccionador abierto.
Mida la resistencia de contacto de cada polo del seccionador.

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PARARRAYOS
2. Inspeccione los anclajes, rigidez del montaje, alineación y puesta a tierra.
Limpie la unidad.
Inspeccione el contador de descarga y tome nota del indicador de operaciones y
corriente de fuga.
Pruebas Eléctricas
Mida la resistencia de aislamiento por diez (10) minutos de cada pararrayo entre fase –
tierra, calcule el IP.
PUESTA A TIERRA
1. Inspeccione las condiciones físicas y mecánicas del sistema de puesta a tierra.
2. Inspeccione las conexiones los pozos de tierra.
3. Inspecciones las conexiones de la malla a los diferentes equipos, estructuras, cercas y
portones de la subestación eléctrica.
4. Verifique que la malla de tierra de la subestación está enterrada por lo menos 50 cm. No
deben verse tramos de malla a ras del piso.
5. Verifique la uniformidad de la piedra picada en el área de la subestación.
Pruebas Eléctricas
Mida la resistencia de puesta a tierra mediante el método de Wanner, ubique la porción
plana de la gráfica y determine la resistencia efectiva de puesta a tierra de la
subestación.
BATERÍAS
1. Verifique la ventilación del cuarto de batería.
2. Verifique la existencia y funcionamiento el equipo de “lava ojos”.
5. Verifique el nivelo del electrolito, mida la gravedad específica y la temperatura de cada
celda.
6. Verifique la presencia de señales de descargas.

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7. Verifique el adecuado montaje y soporte del rack de batería.
8. Neutralice el ácido del exterior de las superficies con agua.
9. Limpie los terminales de corrección y/o oxido y aplique inhibidor de óxido.
Pruebas Eléctricas
Mida los niveles de tensión de ecualización y carga de flotación.
Verifique las funciones del cargador y las alarmas.
Mida el tensión total del rack de batería y el da cada celda individualmente con el
cargador energizado y en modo de operación de flotación.
Mida la resistencia de conexión entre celdas.
Mida la resistencia interna de cada celda.
Realice la prueba de carga según las recomendaciones del fabricante o la IEEE – 1188
(Recommended Practice for Maintenance, Testing and Replacement of Valve-Regulated
Lead-Acid (VRLA) Batteries for Stationary Applications).
RECTIFICADOR / CARGADOR Y UPS
3. Verifique la presencia de señales de descargas.
4. Verifique que la capacidad de los fusibles correspondan a lo indicado en el unificares del
equipo.
Limpie los terminales de corrección y/o oxido y aplique inhibidor de óxido.
Verifique la operación del sistema de ventilación forzada.
Verifique limpie o reemplace los filtros de ventilación.
Pruebas Eléctricas
Pruebe el interruptor de transferencia estático con bypass
Verifique las alarmas.
Pruebe el disparo de bajo tensión CC en la entrada del breaker del inversor.
Verifique la frecuencia del oscilador.
Verifique el indicador de sincronismo entre el interruptor de transferencia estático y el
bypass

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