INSTALACIONES ELECTRICAS

5 eses y kaizes

Joel castro

Cleider Suarez

Tecnólogo en electricidad industrial

(580133)

Sena

c.i.p

5 eses

El método de las 5S, así denominado por la primera letra del nombre que en japonés designa cada una de sus cinco etapas, es una técnica de gestión japonesa basada en cinco principios simples.

Se inició en Toyota en los años 1960 con el objetivo de lograr lugares de trabajo mejor organizados, más ordenados y más limpios de forma permanente para lograr una mayor productividad y un mejor entorno laboral.

Las 5S han tenido una amplia difusión y son numerosas las organizaciones de diversa índole que lo utilizan, tales como: empresas industriales, empresas de servicios, hospitales, centros educativos o asociaciones.

Kaizen

Kaizen (改善), 'cambio a mejor' o 'mejora' en japonés) es el uso común de su traducción al castellano es "mejora continua" o "mejoramiento continuo" ; y su metodología de aplicación es conocido como la MCCT: La Mejora Continua hasta la Calidad Total.

En su contexto este artículo trata de Kaizen como una estrategia o metodología de calidad en la empresa y en el trabajo, tanto individual como colectivo. Kaizen es hoy una palabra muy relevante en varios idiomas, ya que se trata de la filosofía asociada al casi todos los sistemas de produccíon industrial en el mundo.

5 eses y kaizes

Joel castro

Cleider Suarez

Tecnólogo en electricidad industrial

(580133)

Sena

c.i.p

5 eses

El método de las 5S, así denominado por la primera letra del nombre que en japonés designa cada una de sus cinco etapas, es una técnica de gestión japonesa basada en cinco principios simples.

Se inició en Toyota en los años 1960 con el objetivo de lograr lugares de trabajo mejor organizados, más ordenados y más limpios de forma permanente para lograr una mayor productividad y un mejor entorno laboral.

Las 5S han tenido una amplia difusión y son numerosas las organizaciones de diversa índole que lo utilizan, tales como: empresas industriales, empresas de servicios, hospitales, centros educativos o asociaciones.

Kaizen

Kaizen (改善), 'cambio a mejor' o 'mejora' en japonés) es el uso común de su traducción al castellano es "mejora continua" o "mejoramiento continuo" ; y su metodología de aplicación es conocido como la MCCT: La Mejora Continua hasta la Calidad Total.

En su contexto este artículo trata de Kaizen como una estrategia o metodología de calidad en la empresa y en el trabajo, tanto individual como colectivo. Kaizen es hoy una palabra muy relevante en varios idiomas, ya que se trata de la filosofía asociada al casi todos los sistemas de produccíon industrial en el mundo.

INSTALACIONES ELECTRICAS

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INSTALACIÓN ELÉCTRICA

INTRODUCCION

En el presente trabajo se muestra la gran importancia de las instalaciones eléctricas, pues es de gran ayuda en la actualidad conocer cómo es que se lleva a cabo una instalación y conocer cada uno de sus elementos, como el relevador, elemento sumamente importante el cual cierra o abre independientemente los circuitos y de igual manera el principio de funcionamiento de cada uno de los elementos que componen una instalación eléctrica, de igual forma es interesante tener muy en cuenta cuales son los tipos que existen en la actualidad de las instalaciones, así como el riesgo que tenga cada una.

Las instalaciones eléctricas por muy sencillas o complejas que parezcan, es el medio mediante el cual los hogares y las industrias se abastecen de energía eléctrica para el funcionamiento de los aparatos domésticos o industriales requeridos.

Es importante tener en cuenta la aplicación de los reglamentos para garantizar un buen y duradero funcionamiento, además en caso de diversas circunstancias sepamos actuar adecuadamente y cuidar nuestra integridad física mediante el uso de protecciones.

C a p i t u lo 1

INTRODUCCION A LAS INSTALACIONES ELECTRICAS

Descripción.

Se le llama instalación eléctrica al conjunto de elementos los cuales permiten transportar y distribuir la energía eléctrica, desde el punto de suministro hasta los equipos dependientes de esta. Entre estos elementos se incluyen: tableros, interruptores, transformadores, bancos de capacitares, dispositivos, sensores, dispositivos de control local o remoto, cables, conexiones, contactos, canalizaciones, y soportes.

Las instalaciones eléctricas pueden ser abiertas (conductores visibles), aparentes (en ductos o tubos), ocultas, (dentro de paneles o falsos plafones), o ahogadas (en muros, techos o pisos).

Objetivos de una instalación.

Una instalación eléctrica debe de distribuir la energía eléctrica a los equipos conectados de una manera segura y eficiente. Además algunas de las características necesarias de estas son:

a).-Confiables, es decir deben realizar el objetivo propuesto, en todo tiempo y en toda la extensión de la palabra.

b).-Eficientes, es decir, energía transmitida con la mayor eficiencia posible.

c).- Económicas, o sea con un costo final adecuado a las necesidades a satisfacer.

d).-Flexibles, referible a posibles ampliaciones, disminuirse o modificarse con facilidad, y según posibles necesidades futuras.

e).-Simples, o sea con facilidad de operación y el mantenimiento sin necesidad de recurrir a métodos o personas altamente calificados.

f).-Agradables a la vista, una instalación bien hecha simplemente se ve “bien”.

g).-Seguras, aquellas con garantía de seguridad a las personas y propiedades durante su operación común.

Clasificación de instalaciones eléctricas

Para fines de estudio, nosotros podemos clasificar las instalaciones eléctricas como sigue:

Por el nivel de voltaje predominante:

a).-Instalaciones residenciales, son las de casa habitación.

b).-Instalaciones industriales, se encuentran en el interior de las fábricas, generalmente son de mayor potencia comparadas con la anterior.

c).- Instalaciones comerciales, respecto a su potencia son de tamaño comprendido entre las dos anteriores.

d).-Instalaciones en edificios, ya sea de oficinas, residencias, departamentos o cualquier otro uso, y pudieran tener su clasificación por separado de las anteriores.

e).-Hospitales.

f).-Instalaciones especiales.

Por la forma de instalación:

a).-Visible: se puede ver directamente.

b).-Oculta: no se puede ver por estar dentro de muros, pisos, techos, etc. de los locales.

C.- Aérea: está formada por conductores paralelos, soportados por aisladores, usan el aire como aislante, pudiendo estar los conductores desnudos o forrados. En algunos casos se denomina también línea abierta.

d).-Subterránea: establecida debajo del piso, sin importar la forma de soporte o material del piso.

Por el lugar de la instalación:

Las instalaciones eléctricas también pueden clasificarse en normales y especiales según, el lugar donde se ubiquen:

a) Las instalaciones normales pueden ser interiores o exteriores. Están a la intemperie, deben de tener los accesorios necesarios (cubiertas, empaques y sellos) para evitar la penetración del agua de lluvia aun en condiciones de tormenta.

b) Se consideran instalaciones especiales a aquellas colocadas en áreas con ambiente peligroso, excesivamente húmedo o con grandes cantidades de polvo no combustible

Dentro de estas clasificaciones también se subdividen por el tipo de lugar:

a).-Lugar seco, aquellos no sujetos normalmente a derrames de líquidos.

b).-Lugar húmedo, los parcialmente protegidos por aleros, corredores techados pero abiertos, así como lugares interiores que están sujetos a un cierto grado de humedad poscondensación, tal como sótanos, depósitos refrigerados o similares.

c).- Lugar mojado, donde se tienen condiciones extremas de humedad, tales como intemperie, lavado de automóviles, instalaciones bajo tierra en contacto directo con el suelo, etc...

d).-Lugar corrosivo, se pueden encontrar expuestas a sustancias químicas corrosivas.

e).-Lugar peligroso, en donde las instalaciones están sujetas a peligro de incendio o explosión debido a gases o vapores inflamables, polvo o fibras combustibles dispersasen el aire

C a p í t u lo 2

ELEMENTOS CONFORMANTES DE UNA INSTALACION ELECTRICA

En el presente capitulo se da una descripción general de los elementos más comúnmente encontrados en una instalación eléctrica, la intención es familiarizar al usuario con la terminología y los conceptos que serán utilizados.

1. Acometida. Se entiende el punto donde se hace la conexión entre la red, propiedad de la compañía suministradora, y el alimentador abastecedor del usuario. La cometida también se puede entender como la línea aérea o subterránea según sea el caso que por un lado entronca con la red eléctrica de alimentación y por el otro tiene conectado el sistema de medición. Además en las terminales de entrada de la cometida normalmente se colocanaparta rayos para proteger la instalación y el quipo de alto voltaje.

2. Equipos de Medición. Por equipo de medición se entiende a aquél aparato, propiedad de la compañía suministradora, colocado en la cometida con el propósito de cuantificar el consumo de energía eléctrica de acuerdo con las condiciones del contrato de compra-venta. Este equipo esta sellado y debe de ser protegido contra agentes externos, y colocado en un lugar accesible para su lectura y revisión.

3. Interruptores. Un interruptor es un dispositivo diseñado para abrir o cerrar un circuito eléctrico por el cual está circulando una corriente.

3.1 Interruptor general. Se le denomina interruptor general o principal al colocado entre la acometida (después del equipo de medición) y el resto de la instalación y se utiliza como medio de desconexión y protección del sistema o red suministradora.

3.2 Interruptor derivado. También llamados interruptores eléctricos los cuales están colocados para proteger y desconectar alimentadores de circuitos que distribuyen la energía eléctrica a otras secciones de la instalación o que energizan a otros tableros.

3.3 Interruptor termo magnético. Es uno de los interruptores más utilizados y que sirven para desconectar y proteger contra sobrecargas y cortos circuitos. Se fabrica en gran cantidad de tamaños, su aplicación puede ser como interruptor general. Tiene un elemento electrodinámico el cual ayuda a responder rápidamente ante la presencia de un corto circuito

4. Arrancador. Se conoce como arrancador al arreglo compuesto por un interruptor, ya sea termo magnético de navajas (cuchillas) con fusibles, un conductor electromagnético y un relevador bimetálico. El contactor consiste básicamente de una bobina con un núcleo de fierro el cual sierra o abre un juego de contactos al energizar o desenergizr la bobina.

5. Transformador. El transformador eléctrico es u equipo utilizado para cambiar el voltaje de suministro al voltaje requerido. En las instalaciones grandes pueden necesitarse varios niveles de voltaje, se logra instalando varios transformadores (agrupados en subestaciones). Por otra parte pueden existir instalaciones cuyo voltaje sea el mismo al de la acometida y por lo tanto no requieran de transformador.

6. Tableros. El tablero es un gabinete metálico donde se colocan instrumentos con interruptores arrancadores y/o dispositivos de control. El tablero es un elemento auxiliar para lograr una instalación segura confiable y ordenada.

6.1 Tablero general. El tablero general es aquel colocado inmediatamente después del transformador y este contiene un interruptor general. El transformador se conecta a la entrada del interruptor y a la salida de este se conectan barras que distribuyen la energía eléctrica a diferentes circuitos a través de interruptores derivados.

6.2 Centros de Control de Motores. En instalaciones industriales y en general en aquellas donde se utilizan varios motores, los arrancadores se agrupan en tableros compactos conocidos como centros de control de motores.

6.3 Tableros de Distribución o derivado. Estos tableros pueden tener un interruptor general dependiendo de la distancia al tablero de donde se alimenta y del número de circuitos a alimentar.

7. Motores y Equipos Accionados por Motores. Los motores se encuentran al final de las ramas de una instalación y su función es transformar la energía eléctrica en energía mecánica, cada motor debe tener su arrancador propio.

8. Estaciones o puntos de Control. En esta categoría se clasifican las estaciones de botones para control o elementos del proceso como:

Limitadores de carreras o de par, indicadores de nivel de temperatura, de presión entre otros. Todos estos equipos manejan corrientes bajas comparadas con la de los electos activos de una instalación.

9. Salidas para alumbrado y contactos. Las unidades de alumbrado, al igual a los motores, están al final de las instalaciones y son consumidores los cuales transforman la energía eléctrica en energía luminosa y generalmente también en calor.

Los contactos sirven para alimentar diferentes equipos portátiles y van alojados en una caja donde termina la instalación.

10. Plantas de Emergencia. Las plantas de emergencia constan de un motor de combustión interna acoplada a un generador de corriente alterna. El cálculo de la capacidad de una planta eléctrica se hace en función con las cargas que deben de operar permanentemente. Estas cargas deberán quedar en un circuito alimentador y canalizaciones dependientes.

11. Tierra o neutro en una Instalación Eléctrica.

A) tierra. El globo terráqueo se considera con un potencial de cero se utiliza como referencia y como sumidero de corrientes indeseables.

B) Resistencia a tierra. Este término se utiliza para referirse a la resistencia eléctrica presente en el suelo de cierto lugar.

C) Toma de tierra. Se entiende a un electrodo enterrado en el suelo con una Terminal que permita unirlo a un conductor es una toma de tierra. D) Tierra remota. Se le llama así a una toma de tierra lejana al punto considerado en ese momento.

E) Sistemas de Tierra. Es la red de conductores eléctricos unidos a una o más tomas de tierra y provisto de una o varias terminales a las cuales puede conectarse puntos de la instalación.

f) Conexión a tierra. La unión entre u conductor y un sistema de tierra.

g) Tierra Física. Cuando se une sólidamente a un sistema de tierra, a su vez conectado a la toma de tierra.

h) Neutro Aislado. Es el conductor de una instalación conectado a tierra a través de una impedancia.

i) Neutro del generador. Se le llama así al punto de referencia para los voltajes generados en cada fase.

J) Neutro de trabajo. Sirve para conexión alimentado por una sola fase

k) Neutro conectado sólidamente a tierra. Se utiliza generalmente en instalaciones de baja tensión para proteger a las personas contra electrocutación.

l) Neutro de un sistema. Es un potencial de referencia de un sistema el cual puede diferir de potencial de tierra que puede no existir físicamente.

m) Neutro Flotante. Se la llama así al neutro de una instalación no conectado a tierra.

12. Interconexión. Para la interconexión pueden usarse alambres, cables de cobre o aluminio, estos pueden estar colocados a la vista en ductos, tubos o charolas.

El empalme de la conexión de las terminales de los equipos debe de hacerse de manera la cual se garantice el contacto uniforme y no exista defectos que representen una disminución de la sección. Las tuberías se utilizan para proteger los conductores, pueden ser metálicas o de materiales plásticos no combustibles también se utilizan ductos cuadrados o charolas. El soporte de todos estos elementos debe de ser rígido y su colocación debe hacerse de acuerdo con criterios de funcionalidad, estética, facilidad de mantenimiento y economía.

C a p í t u lo 3

CODIGOS Y NORMAS

El diseño de las instalaciones eléctricas se hace dentro de un marco legal. Un proyecto de ingeniería es una respuesta técnica y económicamente adecuada, respeta las normas y códigos aplicables.

En México las NTIE (Normas técnicas para Instalaciones eléctricas) editadas por la dirección General de Normas, Constituyen el marco legal ya mencionado.

Existen otras normas no obligatorias que pueden servir de apoyo en aspectos no cubiertos por la NTIE son:

a) El NEC (Código Nacional Eléctrico de EE.UU.) puede ser muy útil en algunas aplicaciones.

b) El LPC (Código de protecciones contra descargas eléctricas de EE. UU. ) Es un capítulo de la NFPA. Los proyectista mexicanos apoyan mucho este código debido que las NTIE tratan el tema con poca profundidad.

C a p í t u lo 4

CONDUCTORES ELECTRICOS Y AISLADORES

Se aplica este concepto a los cuerpos capaces de conducir o transmitir la electricidad.

Un conductor eléctrico está formado primeramente por el conductor propiamente tal, usualmente de cobre.

Este puede ser alambre, es decir, una sola hebra o un cable formado por varias hebras o alambres retorcidos entre sí.

Los materiales más utilizados en la fabricación de conductores eléctricos son el cobre y el aluminio.

Aunque ambos metales tienen una conductividad eléctrica excelente, el cobre constituye el elemento principal en la fabricación de conductores por sus notables ventajas mecánicas y eléctricas.

El uso de uno y otro material como conductor, dependerá de sus características eléctricas (capacidad para transportar la electricidad), mecánicas (resistencia al desgaste, maleabilidad), del uso específico tal se le quiera dar y del costo.

Estas características llevan a preferir al cobre en la elaboración de conductores eléctricos.

El tipo de cobre utilizado en la fabricación de conductores es el cobre electrolítico de alta pureza, 99,99%.

Dependiendo del uso a dar, este tipo de cobre se presenta en los siguientes grados de dureza o temple: duro, semi duro y blando o recocido.

Tipos de cobre para conductores eléctricos

Cobre de temple duro:

Conductividad del 97% respecto a la del cobre puro.

Por esta razón se utiliza en la fabricación de conductores desnudos, para líneas aéreas de transporte de energía eléctrica, donde se exige una buena resistencia mecánica.

Cobre recocido o de temple blando:

Conductividad del 100%

Como es dúctil y flexible se utiliza en la fabricación de conductores aislados.

El conductor está identificado en cuanto a su tamaño por un calibre, puede ser milimétrico y expresarse en mm2 o americano y expresarse en AWG o MCM con una equivalencia en mm2.

Partes componentes de los conductores eléctricos

Estas son tres muy diferenciadas:

 . El alma o elemento conductor.

 . El aislamiento.

 . Las cubiertas protectoras.

El alma o elemento conductor

Se fabrica en cobre y su objetivo es servir de camino a la energía eléctrica desde las centrales generadoras a los centros de distribución (subestaciones, redes y empalmes), para alimentar a los diferentes centros de consumo (industriales, grupos habitacionales, etc.).

De la forma cómo esté constituida esta alma depende la clasificación de los conductores eléctricos. Así tenemos:

Según su constitución

Alambre: Conductor eléctrico cuya alma conductora está formada por un solo elemento o hilo conductor.

Se emplea en líneas aéreas, como conductor desnudo o aislado, en instalaciones eléctricas a la intemperie, en ductos o directamente sobre aisladores.

Cable: Conductor eléctrico cuya alma conductora está formada por una serie de hilos conductores o alambres de baja sección, otorgándole una gran flexibilidad.

Según el número de conductores

Monoconductor: Conductor eléctrico con una sola alma conductora, con aislación y con o sin cubierta protectora.

Multiconductor: Conductor de dos o más almas conductoras aisladas entre sí, envueltas cada una por su respectiva capa de aislación y con una o más cubiertas protectoras comunes.

El aislamiento

El objetivo de la aislación en un conductor es prevenir de alguna forma esta energía, entre en contacto con las personas o con objetos, ya sean éstos ductos, artefactos u otros elementos que forman parte de una instalación. Del mismo modo, la aislación debe evitar el contacto entre sí de conductores de distintos voltajes. Los materiales aislantes usados desde sus inicios han sido sustancias poliméricas, en química se definen como un material o cuerpo químico formado por la unión de muchas moléculas idénticas, para formar una nueva molécula más gruesa.

Antiguamente los aislantes fueron de origen natural, gutapercha y papel. Posteriormente la tecnología los cambió por aislantes artificiales actuales de uso común en la fabricación de conductores eléctricos.

Los diferentes tipos de aislación de los conductores están dados por su comportamiento técnico y mecánico, considerando el medio ambiente y las condiciones de canalización a que se verán sometidos los conductores que ellos protegen, resistencia a los agentes químicos, a los rayos solares, a la humedad, a altas temperaturas, llamas, etc. Entre los materiales usados para la aislación de conductores podemos mencionar el PVC o cloruro de polivinilo, el polietileno o PE, el caucho, la goma, el neoprén y el nylon.

Si el diseño del conductor no consulta otro tipo de protección se le denomina aislación integral, porque el aislamiento cumple su función y la de revestimiento a la vez.

Cuando los conductores tienen otra protección polimérica sobre la aislación, esta última se llama revestimiento, chaqueta o cubierta.

Las cubiertas protectoras

El objetivo fundamental de esta parte de un conductor es proteger la integridad de la aislación y del alma conductora contra daños mecánicos, tales como raspaduras, golpes, etc.

Si las protecciones mecánicas son de acero, latón u otro material resistente, a ésta se le denomina «armadura» La «armadura» puede ser de cinta, alambre o alambres trenzados.

Los conductores también pueden estar dotados de una protección de tipo eléctrico formado por cintas de aluminio o cobre. En el caso en cual la protección, en vez de cinta esté constituida por alambres de cobre, se le denomina «pantalla» o «blindaje».

Alma conductora Aislante Cubierta protectora

Clasificación de los conductores eléctricos de acuerdo a su aislación o número de hebras

La parte más importante de un sistema de alimentación eléctrica está constituida por conductores.

Al proyectar un sistema, ya sea de poder; de control o de información, deben respetarse ciertos parámetros imprescindibles para la especificación de la cablería.

 Voltaje del sistema, tipo (CC o CA), fases y neutro, sistema de potencia, punto central aterramiento.

 Corriente o potencia a suministrar.

 Temperatura de servicio, temperatura ambiente y resistividad térmica de alrededores.

 Tipo de instalación, dimensiones (profundidad, radios de curvatura, distancia entre vanos, etc.).

 Sobrecargas o cargas intermitentes.

 Tipo de aislación.

 Cubierta protectora.

Todos estos parámetros están íntimamente ligados al tipo de aislación y a las diferencias constructivas de los conductores eléctricos, lo cual permite determinar de acuerdo a estos antecedentes la clase de uso que se les dará.

De acuerdo a éstos, podemos clasificar los conductores eléctricos según su aislación, construcción y número de hebras en monoconductores y multiconductores.

Tomando en cuenta su tipo, uso, medio ambiente y consumos que servirán, los conductores eléctricos se clasifican en la siguiente forma:

Conductores para distribución y poder:

Uso: Instalaciones de fuerza y alumbrado (aéreas, subterráneas e interiores).

Cables armados:

Uso: Instalaciones en minas subterráneas para piques y galerías (ductos, bandejas, aéreas y subterráneas)

Cable armado

Cordones:

Uso: Para servicio liviano, alimentación a: radios, lámparas, aspiradoras, jugueras, etc. Alimentación a máquinas y equipos eléctricos industriales, aparatos electrodomésticos y calefactores (lavadoras, enceradoras, refrigeradores, estufas, planchas, cocinillas y hornos, etc.).

Cables portátiles:

Uso: en soldadoras eléctricas, locomotoras y máquinas de tracción de minas subterráneas. Grúas, palas y perforadoras de uso minero. Resistente ha: intemperie, agentes químicos, a la llama y grandes solicitaciones mecánicas como arrastres, cortes e impactos.

Cables submarinos:

Uso: en zonas bajo agua o totalmente sumergidos, con protección mecánica la cual los hacen resistentes a corrientes y fondos marinos.

Cables navales:

Uso: diseñados para ser instalados en barcos en circuitos de poder, distribución y alumbrado.

Dentro de la gama de alambres y cables que se fabrican en el país, existen otros tipos, destinados a diferentes usos industriales, como los cables telefónicos, los alambres magnéticos esmaltados para uso en la industria electrónica y en el embobinado de partidas y motores de tracción, los cables para conexiones automotrices a baterías y motores de arranque, los cables para parlantes y el alambre para timbres.

Clasificación de los conductores eléctricos de acuerdo a sus condiciones de empleo

Para tendidos eléctricos de alta y baja tensión, existen en nuestro país diversos tipos de conductores de cobre, desnudos y aislados, diseñados para responder a distintas necesidades de conducción y a las características del medio donde la instalación prestará sus servicios.

La selección de un conductor se hará considerando que debe asegurarse una suficiente capacidad de transporte de corriente, una adecuada capacidad de soportar corrientes de cortocircuito, una adecuada resistencia mecánica y un comportamiento apropiado a las condiciones ambientales en que operará.

Conductores de cobre desnudos

Estos son alambres o cables y son utilizados para:

 Líneas aéreas de redes urbanas y suburbanas.

 Tendidos aéreos de alta tensión a la intemperie.

 Líneas aéreas de contacto para ferrocarriles y trolley-buses.

Alambres y cables de cobre con aislamiento

Estos son utilizados en:

 Líneas aéreas de distribución y poder, empalmes, etc.

 Instalaciones interiores de fuerza motriz y alumbrado, ubicadas en ambientes de distintas naturaleza y con diferentes tipos de canalización.

 Tendidos aéreos en faenas mineras (tronadura, grúas, perforadoras, etc.).

 Tendidos directamente bajo tierra, bandejas o ductos.

 Minas subterráneas para piques y galerías.

 Control y comando de circuitos eléctricos (subestaciones, industriales, etc.).

 Tendidos eléctricos en zonas de hornos y altas temperaturas.

 Tendidos eléctricos bajo el agua (cable submarino) y en barcos (conductores navales).

 Otros que requieren condiciones de seguridad.

Ante la imposibilidad de insertar en este folleto la totalidad de las tablas que existen, con las características técnicas y las condiciones de uso de los conductores de cobre, tanto desnudo como aislado, entregamos a modo de ejemplo algunas de las más usadas por los profesionales, técnicos y especialistas. Se recomienda solicitar a los productores y fabricantes las especificaciones, para contar con la información necesaria para los proyectos eléctricos.

C a p i t u lo 5

CANALIZACIONES ELECTRICAS

Las canalizaciones eléctricas son los elementos utilizados para conducir los conductores

Eléctricos entre las diferentes partes de la instalación eléctrica. Las instalaciones eléctricas persiguen proveer de resguardo, seguridad a los conductores a la vez de propiciar un camino adecuado por donde colocar los conductores.

Canalización es un conducto cerrado diseñado para contener cables alambres buses-ductos, pueden ser metálicas o no metálicas. Aquí se incluyen los tipos de tuberías, ductos charolas, etc. Que se utilizan para protegerlos del medio ambiente y esfuerzos mecánicos que pudieran tener haciéndola instalación más segura.

Tipos de tuberías.

Tubo conduit de acero (metálico)

Dependiendo de tipo usado se pueden instalar en exteriores o interiores, en áreas secas o Húmedas. Los hay:

1. de pared gruesa.

2. de pared delgada.

3. tipo metálico flexible (greenfield).

Tubo conduit metálico rígido (pared gruesa)

Este tipo de tubo conduit se suministra en tramos 3.05m de longitud en acero o aluminio y se encuentran disponibles en diámetros desde (1/2 plg), hasta (6 plg) cada extremo del tubo tiene una y uno de ellos tiene un cople. El tubo de acero normalmente es galvanizado.

Tubo metálico de pared delgada

Estos son similares a los de pared gruesa pero tiene su pared interna mucho más delgada, se pueden utilizar en instalaciones ocultas y visibles, embebido en concreto o embutido en mampostería, pero en lugares secos no expuestos a humedad o ambientes corrosivos, estos tubos no tienen sus extremos roscados y tampoco usan los mismos conectores como los de los tubos metálicos rígidos de pared gruesa, de hecho usan su propios conectores de tipo atornillado

Tubo conduit- flexible de acero (metálico)

El tubo conduit flexible de acero está fabricado a base de cintas galvanizadas y unidas entre sí a presión en forma helicoidal este es utilizado para la conexión de motores para evitar las vibraciones se transmitan a las cajas de conexión y canalizaciones y cuando se hacen instalaciones en área donde se dificultan los dobleces.

Charolas para cables.

Las charolas o pasos de cable son conjuntos prefabricados en secciones rectas las cuales pueden unir para formar sistemas de canalizaciones en general se tienen disponibles tres tipos de charolas para cables.

Charolas de paso.

Tienen un fondo continuo, ya sea ventilado o no ventilado y con anchos estándar de 15, 22, 30 y 60 cm, este tipo se usa cuando los conductores son pequeños y requieren de un transporte completo. Riel lateral conductores

Charolas tipo escalera.

Estas son de construcción muy sencilla consisten de dos rieles laterales unidos o conectados por barrotes individuales, por lo general se usan como soporte para los cables de potencia se fabrican en anchos estándar de 15, 22, 30, 45, 60 y 75 cm de materiales de acero y aluminio.

Charolas tipo canal.

Estas están constituidas de una sección de canal ventilada se usan por lo general para soportar cables de potencia sencillos, múltiples o bien varios cables de control, se fabrican de acero o aluminio con anchos de 7.5 o 10 cm.

Canalizaciones superficiales.

Las canalizaciones superficiales se fabrican en distintas formas en el tipo metálico y no metálico se usan generalmente en lugares secos no expuestos en la humedad y tienen conectores y herejes de distintos tipos para dar prácticamente todas las formas deseables en las instalaciones eléctricas. Se pueden montar en pared, techo o piso según la necesidad.

C a p í t u lo 6

CIRCUITOS DERIVADOS

Se define como el conjunto de los conductores y demás elementos de cada uno de los circuitos que se extienden desde los últimos dispositivos de protección contra sobre corriente en donde termina el circuito alimentador, asía las salidas de las cargas.

La aplicación de los circuitos derivados alimenta unidades de alumbrado, aparatos domésticos y comerciales, se aplican en instalaciones de baja tensión.

La clasificación de estos circuitos es dependiendo con la capacidad o ajuste de su dispositivo de protección contra corriente el cual determina la capacidad nominal del circuito. Para cargas diversas indefinidas se clasifican, de acuerdo con su protección contra sobrecorriente, como de 15, 20, 30 y 50 amperes.

Colores normales de Identificación. Para circuitos multifilares pueden marcarse como siguen:

Circuitos Trifilares: 1 Negro, 1Blanco y 1 Rojo

Circuitos tetrafilares: 1 Negro, 1Blanco, 1 Rojo y 1 Azul

Circuitos Pentafilares: 1 Negro, 1Blanco, 1 Rojo, 1 Azul y 1 Amarillo

Circuitos derivados para distintas clases de carga

Se recomienda se instalen circuitos separados para las cargas siguientes:

a) alumbrados para aparatos pequeños, como relojes, radios, etc.

b) Aparatos de más de tres ampers como planchas, parrillas, etc.

Calculo de la carga

Para realizar el cálculo se determinan las cargas por conectarse.

a) alumbrado y aparatos pequeños; al determinar sobre la base de watts por metro cuadrado el área de piso deberá computarse con la superficie cubierta por el edificio

b) aparatos de más de tres ampers. Por cada contacto destinado a conectar aparatos de más de tres ampers como se considera una carga no menor a 5 ampers.

c) Hilo neutro. Cuando halla hilo neutro en el circuito derivado la carga considerada para el neutro no deberá ser menor que el desequilibrio máximo de la carga en el circuito.

Conductora de circuitos derivados.

Los conductores se sujetan a lo siguiente:

a) Capacidad de conducción; serán de suficiente calibre para cumplir con las disposiciones de caída de voltaje y capacidad térmica.

b) Sección mínima. Los conductores no deberán ser menor del correspondiente al calibre número catorce, para circuitos de alumbrado y aparatos pequeños, ni menor al del número doce para circuitos que alimenten aparatos de más de tres amperes

Protección contra sobrecorriente.

Cada conductor no conectado a tierra de un circuito derivado deberá protegerse contra corrientes excesivas mediante dispositivos de protección.

La capacidad de estos dispositivos cuando no sean ajustables, o su ajuste cuando si lo sea deberán ser como sigue:

a) No deberán ser mayor a la corriente primitiva para los conductores del circuito.

b) Si el circuito abastece únicamente un aparato con capacidad de diez amperes o más la capacidad o ajuste del dispositivo contra corriente no excederá del 150% de la capacidad del aparato.

c) Los alambres y cordones para circuitos derivados pueden considerarse protegidos por el dispositivo de conexión contra sobrecorriente del circuito derivados.

C a p í t u lo 7 INSTALACION ELECTRICA DE MOTORES

La instalación eléctrica para motores se debe de hacer siempre de acuerdo con las disposiciones de las normas técnicas para instalaciones eléctricas se refieren no sólo a la instalación misma de los motores, sino, también a los requisitos comprendidos en llenar los elementos que la conforman.

Protección De Motores

La explotación óptima de la capacidad de los motores se hace cada día más necesaria por su gran influencia en el concepto de rentabilidad de las instalaciones. Por otra parte, el mismo concepto exige que la instalación sólo se pare en aquellos casos absolutamente imprescindibles. Esto requiere necesariamente el empleo de un buen sistema de protección de motores.

Para que un buen motor funcione sin problemas es necesario satisfacer los tres puntos siguientes:

1.- Elección del motor según su utilización.

2.- Montaje correcto, mantenimiento regular y funcionamiento cuidadoso.

3.- Una buena protección que detecte los peligros y, siempre que sea posible, desconecte el motor antes de la avería.

Cuando se produce un defecto en un motor no sólo hay que considerar el costo de la reparación del mismo, muchas veces el costo de la parada de producción llega a ser más elevado que la reparación, como muy bien saben los responsables de producción y mantenimiento. De ahí la importancia de un buen sistema de protección el cual sólo actúe cuando haya un verdadero peligro, evitando las paradas innecesarias.

La experiencia nos demuestra la protección de motores continua siendo un problema, dado el número de averías producidas cada año.

En este capítulo se pretende dar información sobre las distintas posibilidades de protección existentes así como criterios orientativos sobre la elección más adecuada en cada caso.

Problemas Actuales Sobre La Protección De Motores

El resultado de un estudio hecho con más de 9.000 casos de defectos de motores en Inglaterra, Finlandia y Estados Unidos, indica , más de la mitad de los defectos producidos en los motores se deben a sobrecarga térmica, fallo de fase y humedad, aceite, polvo, etc.

Es importante destacar, aun estos defectos se han producido a pesar de la presencia de un sistema de protección normal, generalmente relés térmicos bimetálicos. Por otra parte, mientras que sólo el 25% de los casos de defectos corresponde a motores de potencia superior a los 40 Kw, el costo de la reparación de los mismos supone casi el 80% del total, lo que demuestra claramente que una buena protección es tanto más necesaria cuanto mayor es la potencia del motor.

TIPO DE DEFECTO % DEFECTOS % MEDIA Sobrecarga térmica 46–18 30 Fallo de fase 22–5 14 Humedad, polvo, aceite, etc. 21–15 19 Envejecimiento del aislante 10–7 10 Defectos del rotor 13–10 13 Defectos de cojinetes 3–7 5 Diversos 11–5 9 Basado en 9.000 casos de defectos. Defectos por año 2,5 - 4 %

Como demuestra la estadística de defectos, el arrollamiento del estator es la parte más vulnerable del motor desde el punto de vista térmico, siendo los materiales aislantes de los conductores que forman el bobinado los principales responsables. Los aislantes utilizados están previstos para unas temperaturas de funcionamiento bien definidas según la clase de aislamiento; para motores se utilizan generalmente las clases B y F, que admiten en permanencia unas temperaturas máximas de 120ºC y 140ºC respectivamente.

Los motores se dimensionan normalmente para una vida teórica del orden de 25.000 horas de servicio (aproximadamente 10 años) con el aislamiento sometido a una temperatura máxima admisible en permanencia (p.e. 120ºC para clase B). Cuando se sobrepasa esta temperatura, la vida del motor se reduce según una regla generalmente aceptada, llamada regla de Montsinger.

Según esta regla, cuando a un motor se le hace trabajar en permanencia a 10ºC por encima de su temperatura límite (p.e. 130ºC para clase B), su vida se reduce aproximadamente a la mitad, de 25.000 horas a 10.000 horas, y si se le hace trabajar a 20ºC más, su vida se reduce aproximadamente a la quinta parte, es decir, a unas 4.500 horas.

Esto equivale a decir, cuando se regula un relé térmico de forma incorrecta a una intensidad superior a la nominal del motor, es muy probable él trabajo por encima de su temperatura límite, lo cual supone, como hemos visto, una reducción de la vida del mismo.

Los sistemas más usuales de protección de motores son:

Relés Térmicos Bimetálicos

Los relés térmicos bimetálicos constituyen el sistema más simple y conocido de la protección térmica por control indirecto, es decir, por calentamiento del motor a través de su consumo.

En caso de sobrecarga, al cabo de un determinado tiempo definido por su curva característica, los bimetales accionan un mecanismo de disparo y provocan la apertura de un contacto, a través del cual se alimenta la bobina del contactor de maniobra. Este abre y desconecta el motor.

Por otra parte, los relés térmicos tienen una curva de disparo fija y está prevista para motores con arranque normal, es decir, con tiempos de arranque del orden de 5 a 10 segundos. Así pues, el sistema de protección por relés térmicos bimetálicos es generalmente utilizado por ser, con mucho, el más simple y económico, pero no por ello se deben dejar de considerar sus limitaciones, entre las cuales podemos destacar las siguientes:

- Curva de disparo fija, no apta para arranques difíciles.

- Ajuste impreciso de la intensidad del motor.

- Protección lenta o nula contra fallos de fase, dependiendo de la carga del motor.

- Ninguna señalización selectiva de la causa de disparo.

- Imposibilidad de autocontrolar la curva de disparo.

b) Interruptor Automático De Motor

Los interruptores automáticos de motor utilizan el mismo principio de protección que los interruptores magnetotérmicos. Son aparatos diseñados para ejercer hasta 4 funciones:

1.- Protección contra sobrecargas.

2.- Protección contra cortocircuitos.

3.- Maniobras normales manuales de cierre y apertura.

4.- Señalización.

Este tipo de interruptores, en combinación con un contactor, constituye una solución excelente para la maniobra de motores, sin necesidad de fusibles de protección. En la figura podemos ver dos circuitos diferentes de alimentación de un motor según dos procedimientos; el primero utiliza los fusibles de protección de líneas, el imprescindible contactor y su relé térmico; el segundo solamente utiliza un interruptor automático de motor y un contactor. Las diferencias son notables, así veamos los inconvenientes y ventajas estudiando la composición del interruptor automático de motor.

Estos interruptores disponen de una protección térmica. Cada uno de los tres polos del interruptor automático dispone de un disparador térmico de sobrecarga consistente en unos bimetales por los cuales circula la intensidad del motor. En caso de una sobrecarga el disparo se produce en un tiempo definido por su curva característica.

La protección magnética o disparador magnético de cortocircuito consiste en un electroimán por cuyo arrollamiento circula la corriente del motor y cuando esta alcanza un valor determinado se acciona bruscamente un núcleo percutor el cual libera la retención del mecanismo de disparo, obteniéndose la apertura de contactos en un tiempo inferior a 1 ms. La intensidad de funcionamiento del disparador magnético es de 11 a 18 veces la intensidad de reglaje, correspondiente a los valores máximo y mínimo del campo de reglaje.

Otra característica interesante en este tipo de aparatos es la limitación de la corriente de cortocircuito por la propia resistencia interna del interruptor, correspondiente a los bimetales, disparadores magnéticos y contactos. Este efecto disminuye a medida según aumenta la intensidad nominal del aparato.

Estos interruptores, en su lateral izquierdo, disponen de un alojamiento para la colocación de un bloque de contactos auxiliares. Un contacto normalmente cerrado y otro normalmente abierto pueden servirnos para todas aquellas funciones de señalización que deseemos.

También es posible desconectar a distancia estos interruptores, si se dispone, en su lateral derecho, de alojamiento para colocar una bobina de disparo por emisión de tensión, o una bobina de disparo por mínima tensión.

Con todo lo dicho sobre los interruptores automáticos de motores KTA3−25, es posible llegar a la conclusión de que aunque estos interruptores no supongan el sistema ideal de protección, pueden sustituir ventajosamente a los grupos fusibles/relés térmicos utilizados para la protección de motores.

c) Protección Electrónica De Motores

El secreto de una buena protección está en simular lo más exactamente posible el comportamiento térmico del motor, lo cual evidentemente no es nada fácil.

Son muchas las causas que afectan al buen funcionamiento de un motor y por lo tanto solamente un dispositivo electrónico es capaz de realizar los distintos reglajes y las distintas combinaciones necesarias para poder cubrir la casi totalidad de las posibles causas de avería que se pueden presentar en un motor. Seguidamente pasamos a describir dos modelos electrónicos para la protección de motores: el modelo CEF1 y el modelo CET3.

d) Relé Electrónico De Protección De Motor Cef1

Se trata de un aparato de fijación sobre rail omega en el que todos los elementos de mando y señalización se han dispuesto en la parte frontal del aparato.

El CEF1 realiza todas las funciones de simulación las cuales le caracterizan mediante la señal extraída de tres transformadores de intensidad, incorporados en el propio aparato. De esta forma podemos decir que no hay una conexión directa del relé con el circuito de potencia el cual alimenta al motor.

El circuito electrónico del relé se alimenta con tensión alterna de 220V., lo cual quiere decir. En la gran mayoría de los casos obtendremos esta tensión entre una cualquiera de las fases de alimentación del motor y el neutro.

Al igual la mayoría de los relés electrónicos, la combinación de todas sus características y funciones se traduce finalmente en dos contactos, uno normalmente cerrado y otro normalmente abierto. Por lo general es el contacto normalmente cerrado se utilizará para desactivar la función memoria del contactor, en caso de detección de avería, y el normalmente abierto para la señalización.

Pasemos seguidamente a describir las distintas funciones capaces de realizar el relé CEF1.b Protección contra sobrecargas

La curva de variación por sobrecargas puede variarse a voluntad mediante conmutadores deslizantes situados en la parte frontal del aparato. La selección de la curva se hace regulando el tiempo de disparo, para el cual la intensidad resulta ser 6 veces la nominal entre 2 y 30 segundos, en escalones de 2 segundos.

Disponer de una curva de disparo variable nos permitirá adaptarnos a la forma de arranque del motor, pues si se trata de un arranque rápido (p.e. en una bomba sumergida), elegiremos una curva rápida, y por el contrario si se trata de un arranque difícil (p.e. en centrifugadoras, molinos o grandes ventiladores), elegiremos una curva lenta.

Autocontrol de la curva de disparo

Mediante un pulsador situado en la parte frontal del aparato se puede realizar el Test “6xIn”, es decir, pulsando este botón simulamos las condiciones en la intensidad por el motor es seis veces la nominal, debiendo efectuarse el disparo en el tiempo prefijado.

Señalización de sobrecarga

Cuando la intensidad del motor supera el 110% del valor ajustado para la intensidad nominal, existe un diodo luminoso (LED), se ilumina de forma intermitente. Con ello se puede controlar la duración del arranque o ajustar la intensidad nominal a su justo valor.

Protección contra fallos de fase y asimetría

En el caso de fallo de fase o asimetría de las intensidades superiores al 25%, el relé CEF1 dispara en 1,5 segundos durante el arranque y en 3 segundos en marcha normal, independientemente de la carga del motor. El disparo queda señalizado mediante el LED correspondiente.

Protección térmica mediante sonda CTP

El CEF1 lleva incorporada la circuitería correspondiente al disparo por sondas térmicas. El disparo térmico, la ruptura o el cortocircuito de la sonda son señalizados mediante un LED.

-Pulsador reset

Después de un disparo del relé, este debe ser rearmado manualmente mediante un pulsador de “Reset” colocado en la parte frontal del aparato. Cuando el disparo se ha producido por sobrecarga, el rearme tarda un tiempo en poder realizarse con el fin de dar tiempo de enfríe al motor.

Señalización del estado de funcionamiento

Un diodo luminoso, LED, de color verde, señala la presencia de alimentación y que el aparato está preparado para entrar en servicio.

La conexión del relé es muy simple ya que se alimenta como hemos dicho anteriormente a 220V., los transformadores de intensidad incorporados obtienen la señal de mando del relé, y el contacto normalmente cerrado, 95–96, sirve para controlar la función memoria del contactor. El contacto normalmente abierto, 97–98, se utiliza como señalización.

Criterios De Elección De Un Sistema De Protección

Establecer unos criterios generales para la elección del sistema de protección más adecuado en cada caso no resulta fácil, entre otras razones porque la elección depende de la responsabilidad del funcionamiento del motor en el conjunto de la instalación.

En primer lugar habrá que tener presente las características de los distintos sistemas de protección estudiados.

En segundo lugar es necesario considerar el precio de cada sistema de protección en comparación con el costo de un motor nuevo y con el coste de la reparación del mismo. Los precios aproximados se han indicado para la gama de potencias más usuales, considerando motores de jaula de ardilla, 380/660 V, forma B-3 y protección IP-54.

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