montaje electromecanico, Apuntes de Matemáticas

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TRABAJO PRÁCTICO Nº1 DE

TALLER DE MONTAJE ELECTROMECÁNICO

ALUMNO: Felipe Heredia

CURSO Y DIVISIÓN: 6º 1ª

INTERRUPTORES DEFERENCIALES

Un interruptor diferencial (ID), también conocido como RCD, RCCB o dispositivo diferencial residual (DDR), es un dispositivo electromecánico que se instala en las instalaciones eléctricas de corriente alterna con el fin de proteger a las personas de accidentes provocados por el contacto con partes activas de la instalación (contacto directo) o con elementos sometidos a potencial debido, por ejemplo, a una derivación por falta de aislamiento de partes activas de la instalación (contacto indirecto). También protegen contra los incendios que pudieran provocar dichas derivaciones. FUNCIONAMIENTO: Si nos fijamos en la Figura 1, vemos que la intensidad (I 1 ) que circula entre el punto a y la carga debe ser igual a la (I 2 ) que circula entre la carga y el punto b (I 1 = I 2 ) y por tanto los campos magnéticos creados por ambas bobinas son iguales y opuestos, por lo que la resultante de ambos es nula. Éste es el estado normal del circuito. Si ahora nos fijamos en la Figura 2, vemos que la carga presenta una derivación a tierra por la que circula una corriente de fuga (If), por lo que ahora I 2 = I 1 - If y por tanto menor que I 1. Los transformadores de suministro eléctrico sujetos al régimen de neutro TT tienen conectado a tierra su terminal neutro y por tanto se cierra circuito eléctrico en cuanto se pone en contacto cualquiera de los hilos de fase con tierra. Es aquí donde el dispositivo desconecta el circuito para prevenir electrocuciones, porque hay derivación de corriente hacia la toma de tierra que deben tener todos los elementos metálicos de los aparatos eléctricos. La diferencia entre las dos corrientes de los hilos del suministro es la que produce un campo magnético resultante, que no es nulo y que por tanto producirá una atracción sobre el núcleo N, desplazándolo de su posición de equilibrio, provocando la apertura de los contactos C 1 y C 2 e interrumpiendo el paso de corriente hacia la carga, en tanto no se rearme manualmente el dispositivo. Antes de rearmar el dispositivo se recomienda examinar la causa de su actuación y corregirla o habrá riesgo de prolongar una grave situación de inseguridad, de todas formas el sistema de mecanismo libre no dejará rearmar el ID hasta que no haya fuga a tierra menor que su sensibilidad (IΔn).n).

 Interruptor diferencial clase B+: son utilizados para proteger frente a corrientes de fuga alternas y pulsantes suaves hasta 20 kHz. Adecuado para la protección diferencial y evitar desconexiones intempestivas por variadores de alta frecuencia. Es simbolizado con un rectángulo en el que se indica una onda sinusoidal y que está por encima de una segunda oscilación, un segundo rectángulo en el que una línea está por encima de una línea discontinua, además de un tercer rectángulo en el que viene indicado kHz.  Interruptor diferencial clase F: son utilizados para proteger frente a corrientes de fuga alternas y pulsantes, así como frecuencias mezcladas por fugas en la red eléctrica. Adecuado para la protección diferencial y evitar desconexiones intempestivas por variadores de alta frecuencia; en caso de disparo, es de efecto retardado. Suele ser también denominado como interruptor diferencial superinmunizado. Es simbolizado con un rectángulo en el que se indica una onda sinusoidal que supera una segunda oscilación, además de un segundo rectángulo con numerosas ondas sinusoidales. Clasificación de los diferenciales según el retardo en presencia de una corriente de defecto:  Interruptor diferencial instantáneo, son los de uso general  Interruptor diferencial retardado o de clase S: son dispositivos retardados a la desconexión que se utilizan para garantizar la selectividad. Cuando un circuito necesita disponer de dos ID de la misma sensibilidad en cascada, el instalado en la cabecera si es de clase S saltará más tarde.

LLAVES TÉRMICAS Y

TERMOMAGNÉTICAS

Un interruptor magneto-térmico, interruptor termo-magnético o llave térmica, es un dispositivo capaz de interrumpir la corriente eléctrica de un circuito cuando ésta sobrepasa ciertos valores máximos. Su funcionamiento se basa en dos de los efectos producidos por la circulación de corriente en un circuito: el magnético y el térmico (efecto Joule). El dispositivo consta, por tanto, de dos partes, un electroimán y una lámina bimetálica, conectadas en serie y por las que circula la corriente que va hacia la carga. No se debe confundir con un interruptor diferencial. Al igual que los fusibles, los interruptores magneto-térmicos protegen la instalación contra sobrecargas y cortocircuitos. FUNCIONAMIENTO:  Cortocircuito Al circular la corriente por el electroimán, crea una fuerza que, mediante un dispositivo mecánico adecuado (M), tiende a abrir el contacto C, pero sólo podrá abrirlo si la intensidad I que circula por la carga sobrepasa el límite de intervención fijado. Este nivel de intervención suele estar comprendido entre tres y veinte veces (según la letra B, C, D, etc.) la intensidad nominal (la intensidad de diseño del interruptor magneto térmico) y su actuación es de aproximadamente unas 25 milésimas de segundo, lo cual lo hace muy seguro por su velocidad de reacción. Esta es la parte destinada a la protección frente a los cortocircuitos, donde se produce un aumento muy rápido y elevado de corriente. Los cortocircuitos son aumentos de intensidades provocadas por contacto directo accidental entre fase y neutro.  Sobrecarga

PUESTA A TIERRA

FUNCIÓN:

Las puestas a tierra se emplean en las instalaciones eléctricas como una medida de seguridad. En caso de un fallo donde un conductor energizado haga contacto con una superficie conductora expuesta o un conductor ajeno al sistema hace contacto con él, la conexión a tierra reduce el peligro para humanos y animales que toquen las superficies conductoras de los aparatos. Dependiendo del sistema, el fallo puede provocar que se desconecte el suministro por un interruptor termo-magnético, un interruptor diferencial o un dispositivo monitor del aislamiento. TIPOS Y APLICACIONES De acuerdo a su aplicación los sistemas de puesta a tierra son:  Puesta a tierra para sistemas eléctricos.  Puesta a tierra de los equipos eléctricos.  Puesta a tierra en señales electrónicas.  Puesta a tierra de protección electrónica  Puesta a tierra de protección atmosférica  Puesta a tierra para sistemas eléctricos. El propósito de aterrar los sistemas eléctricos es limitar cualquier voltaje elevado que pueda resultar de rayos, fenómenos de inducción o de contactos no intencionales con cables de voltajes más altos. Esto se realiza mediante un conductor apropiado a la corriente de falla a tierra total del sistema, como parte del sistema eléctrico conectado al planeta tierra. Puesta a tierra de los equipos eléctricos. Su propósito es eliminar los potenciales de toque que pudieran poner en peligro la vida y las propiedades, de forma que operen las protecciones por sobre-corriente de los equipos. Utilizado para conectar a tierra todos los elementos de la instalación que en condiciones normales de operación no están sujetos a tensiones, pero que pueden tener diferencia de potencial con respecto a tierra a causa de fallas accidentales en los circuitos eléctricos, así como los puntos de la instalación eléctrica en los que es necesario establecer una conexión a tierra para dar mayor seguridad, mejor funcionamiento y regularidad en la operación y en fin, todos los elementos sujetos a corrientes eléctricas importantes de corto circuito y sobretensiones en condiciones de falla. Generalmente la resistencia a tierra en cualquier punto del sistema, no debe ser mayor a 10 Ohms. Para la conexión a tierra de los equipos, se instalan en los edificios, una barra de cobre electrolítico de dimensiones adecuadas, instaladas a unos 60 cm sobre el nivel de piso con una leyenda indicativa, que es de uso exclusivo para el sistema de fuerza en las concentraciones de tableros de cada piso. Puesta a tierra en señales electrónicas. Para evitar la contaminación con señales en frecuencias diferentes a la deseada. Se logra mediante blindajes de todo tipo conectados a una referencia cero o a tierra. Puesta a tierra de protección electrónica. Para evitar la destrucción de los elementos semiconductores por sobre voltajes, se colocan dispositivos de protección de forma de limitar

los picos de sobré tensión conectados entre los conductores activos y tierra. Los sistemas de puesta a tierra de los equipos electrónicos y de control, consta de una serie de electrodos instalados remotamente al edificio. En el interior se instala una barra de cobre electrolítico de dimensiones adecuadas montada a 2.60 metros sobre nivel de piso terminado con una leyenda indicativa, que es de uso exclusivo para el sistema de electrónica. La resistencia a tierra máxima en este sistema debe ser de unos 2 Ohms, cuando no se alcanza la resistencia deseada, se instala algún elemento químico para reducir la resistividad del terreno y alcanzar así, la resistencia a tierra requerida. Puesta a tierra de protección atmosférica. Como su nombre lo indica, se destina para drenar a tierra las corrientes producidas por descargas atmosféricas (RAYOS) sin mayores daños a personas y propiedades. Se logra con una malla metálica igualadora de potencial conectada al planeta tierra que cubre los equipos o edificios a proteger o se conforma con electrodos tipo copperweld y cable tipo pararrayos de cobre Clase 1 de 27 hilos. La distancia del edificio con respecto al sitio donde se entierre el electrodo, no debe ser inferior a 2,50 metros y debe quedar totalmente aislado de los sistemas de tierras para fuerza y para electrónica. La resistencia a tierra en cualquier punto del sistema, no debe ser mayor a 10 ohms, para lo cual en caso necesario, se implementarán arreglos de electrodos en Delta y/o un agregado de elementos químicos para reducir la resistividad del terreno, recomendados por el CEN en el artículo 250-83. Puesta a tierra de protección electrostática. Sirve para neutralizar las cargas electroestáticas producidas en los materiales dieléctricos. Se logra uniendo todas las partes metálicas y dieléctricas, utilizando el planeta tierra como referencia de voltaje cero. Como pudo apreciar anteriormente cada sistema de tierras debe cerrar únicamente el circuito eléctrico que le corresponde. Puesta a tierra para sistemas eléctricos. Los sistemas eléctricos se conectan a tierra con el fin de limitar la tensión que pudiera aparecer en ellos, por estar expuestos a descargas atmosféricas, por interconexión en casos de fallas con sistemas de conexiones superiores, o bien, para limitar el potencial máximo con respecta a tierra, producto por la tensión nominal del sistema. Este tipo de conexión se denominará Tierra de Servicio. Se conectarán a tierra los elementos de la instalación necesarios como ser: *Los neutros de los transformadores, que lo precisan en instalaciones o redes con neutro a tierra de forma directa o a través de resistencias o bobinas. *El neutro de los alternadores y otros aparatos o equipos que lo precisen. *Los circuitos de baja tensión de transformadores de medida. *Los limitadores, descargadores, auto válvulas, pararrayos, para eliminación de sobretensiones o descargas atmosféricas. *Los elementos de derivación a tierra de los seccionadores de los sistemas de puesta a tierra. INSTUMENTO DE MEDICION DE PUESTA A TIERRA: El telurómetro no es más que el aparato empleado para medir la resistencia de la puesta a tierra. Así como también se encarga de calcular la resistividad de terreno en el cual está siendo instalado. METODOS DE MEDICIÓN DE PUESTA A TIERRA

La figura 2 muestra el circuito eléctrico de la medida, el telurómetro inyecta una corriente alterna en la tierra a través de electrodo que se está comprobando, E, y la pica de corriente C2; a continuación, mide la caída de tensión entre las picas P2 y E y, por último, y mediante la Ley de Ohm, calcula la resistencia entre P2 y E. Como se puede ver, la resistencia de conexión a tierra de las picas auxiliares no afecta a la medida. Fig. 2. Circuito eléctrico de la medida Para realizar la prueba, la pica C2 se coloca a cierta distancia del electrodo que se desea verificar. Posteriormente, manteniendo la pica C2 fija, se desplaza la pica P2 por la línea entre E y C2 para verificar si hay variación de la impedancia en el trayecto. La parte difícil de esta prueba es determinar el lugar en el que se deben clavar las picas para obtener una lectura correcta de la resistencia de la toma de tierra. ¿En qué punto la tierra que rodea al electrodo deja de contribuir a la resistencia y se convierte en simple suelo, a un potencial de cero voltios? La corriente que circula entre el electrodo y la pica auxiliar de inyección de corriente provoca una caída de tensión en las proximidades tanto del electrodo como de dicha pica. Para que la medida de la resistencia de la toma de tierra sea fiable, la pica auxiliar de referencia de tensión debe estar fuera de estas dos áreas de influencia. La curva de la figura 1 muestra la distribución de la medida de impedancia en relación a la posición de la pica auxiliar de referencia de tensión. Evidentemente, si esta pica esta en contacto con el electrodo bajo prueba, la medida resultante será cero, mientras que si el contacto lo hace con la pica de inyección de corriente, la medida corresponderá a la suma de las resistencias del electrodo y de esta última pica. Se aprecia en la gráfica de la figura 1 que para un determinado rango de posiciones de la pica de referencia, el valor medido no varía. En todos estos puntos estamos fuera de las mencionadas zonas de influencia, por lo que estos puntos nos ofrecen la medida correcta de la resistencia del electrodo. La prueba consiste entonces en la realización de varias medidas para establecer una curva similar a la de la figura 1. En la parte más plana de la curva es donde se mide la resistencia de la tierra. En realidad, la curva nunca se aplana por completo, pero dibuja una pendiente muy suave en la que los cambios de resistencia son pequeños. El margen de influencia del electrodo depende de su profundidad y su área. Los electrodos más profundos requieren un mayor alejamiento de la pica de corriente (véase la tabla 1). En anillos, mallas o series de picas en paralelo, la influencia del electrodo puede extenderse decenas de metros. La tabla 2 ofrece puntos de inicio posibles para la colocación de las picas auxiliares de inyección de corriente y de referencia de tensión.

Debido a la posibilidad de interacción entre los anillos, mallas o series de picas en paralelo y las picas auxiliares de medida, se deberá seguir estrictamente el gráfico de caída de potencial, sin ignorar ningún paso, para garantizar que los resultados obtenidos son precisos. Al comprobar una serie de electrodos en paralelo, la resistencia combinada será inferior a la menor de las lecturas obtenidas de cualquiera de los electrodos individuales. Si, por ejemplo, se trata de dos picas de 2,5 m con una separación entre sí superior a los 5 m, se puede asegurar que la resistencia combinada será sustancialmente inferior a la resistencia de cada pica por separado. La medida a tres hilos proporciona buenos resultados si se utiliza un cable C1 corto o si se asume que en la lectura habrá una imprecisión adicional de una fracción de ohmio por la resistencia del propio cable. Para medidas de resistencia de tierra superiores a los 10 ohmios, el efecto de la resistencia del cable C1 resulta inapreciable. Pero en situaciones en las que las medidas deben ser muy precisas, es decir, dónde se esperan valores de resistencia de tierra bajos, el método a cuatro hilos permite añadir un cuarto cable para eliminar la resistencia debida al cable C1. De esta manera se elimina la caída de tensión en el cable de medida C1, y por tanto su influencia en el resultado de la prueba. LA REGLA DEL 62% Es posible reducir el número de medidas a realizar si: o Se comprueba un electrodo simple (no una malla ni una placa grande). o Es posible colocar la pica de inyección de corriente a una distancia igual o superior a 30 m desde el electrodo que se está comprobando. o El terreno es uniforme. En estas condiciones, se puede colocar la pica de inyección de corriente a una distancia igual o superior a 30 m del electrodo que se está comprobando, y la pica de referencia de tensión al 62% de dicha distancia. Se realiza una medida y, a modo de comprobación, se deben realizar dos medidas adicionales: una con la sonda de referencia de tensión 1 m más cerca del electrodo que se está comprobando y otra 1 m más alejada (véase la figura 6). Si realmente se está en la parte plana de la curva, las lecturas deben ser prácticamente iguales y se podrá registrar la primera lectura como valor de la resistencia. Fig. 3. Posición de la pica para la regla de 62% y Curva para obtener la pendiente de Tagg. Medición de la resistencia de dispersión a tierra por el método de los tres puntos.

El método directo es la forma más simple de hacer una prueba de resistencia a tierra. Con este método, la resistencia de dos electrodos en serie se mide – la varilla enterrada y el sistema de agua. Pero existen tres limitaciones importantes:

1. El sistema de tubos de agua debe ser lo suficientemente grande para tener una resistencia despreciable.
2. El sistema de tubo de agua debe ser metálico en su totalidad, sin ningunos acoplamientos o flanges de aislamiento.
3. El electrodo de tierra bajo prueba debe estar lo suficientemente lejos del sistema de tubo de agua para quedar fuera de su esfera de influencia. En algunos lugares, su electrodo a tierra puede estar tan cerca del sistema de tubos de agua que no se puedan separar a los dos y dar la distancia requerida para medición por medio del método de dos terminales. Bajo estas circunstancias, si se cumplen las condiciones 1 y 2, se puede conectar al sistema de tubos de agua y obtener un electrodo a tierra adecuado. Sin embargo como precaución contra cualquier posible cambio futuro en la resistencia del sistema de tubos de agua también se debe instalar un electrodo de tierra.

SEGURIDAD ELÉCTRICA INDUSTRIAL Y

DOMICILIARIA

INDUSTRUAL:

o OBJETIVO: Los trabajadores podrán identificar y mantener condiciones seguras en el lugar de trabajo para evitar peligros eléctricos. o PELIGROS: La electricidad siempre fluye a través del camino que ofrezca la menor resistencia. El cuerpo humano presenta poca resistencia a las corrientes eléctricas debido a su alto contenido de agua y electrólitos. El flujo de la corriente eléctrica corriendo a través del cuerpo puede causar quemaduras graves internas y externas. Más aún, las severas quemaduras termales externas frecuentemente son el resultado del contacto directo con equipo recalentado por una corriente eléctrica. Los circuitos o equipos sobrecargados pueden causar incendios o explosiones, especialmente si ocurren en áreas donde se almacenan substancias explosivas o inflamables. o REGLAMENTOS: Los Reglamentos Generales de la Industria, Código de Reglamentos Federales (CFR) 29 CFR 1910.301-399, contienen disposiciones sobre el diseño de instalaciones eléctricas. Las Normas sobre las Prácticas en el Trabajo para la Seguridad al Manejar Electricidad o PROCEDIMIENTOS: Para crear un ambiente de trabajo seguro se requieren prácticas de seguridad en el trabajo y la identificación de peligros comunes. Los siguientes procedimientos brindan una forma efectiva de reducir accidentes relacionados con la electricidad:

• use procedimientos de cierre/etiquetado antes de comenzar a trabajar en circuitos y equipos eléctricos;
• evite trabajar cerca de fuentes eléctricas cuando usted, sus alrededores, sus herramientas o su ropa estén mojadas;
• tenga una toalla o un trapo a la mano para secarse las manos;
• suspenda cualquier trabajo de electricidad al aire libre cuando comience a llover;
• ventile el área de trabajo para reducir peligros atmosféricos como polvo, vapores inflamables o exceso de oxígeno;
• mantenga un ambiente limpio y ordenado, libre de peligros;
• disponga ordenadamente las herramientas y equipos, colocando todo en su debido lugar después de cada uso;
• mantenga el área de trabajo libre de trapos, basura y otros escombros o desechos;

• use un palo seco (o cualquier otra cosa que no sea conductora de electricidad) para empujar a la persona fuera de la fuente eléctrica;
• una vez que la víctima esté separada de la fuente de energía, adminístrele tratamiento para choque, y cúbrala ligeramente hasta que llegue ayuda;
• adminístrele respiración artificial si dejó de respirar;
• adminístrele resucitación cardio-pulmonar (CPR, por sus siglas en inglés) en caso de paro cardíaco; y
• cubra las quemaduras ocasionadas por la electricidad con un paño limpio y seco. En caso de incendios eléctricos:
• notifique al departamento de bomberos local o llame al 911 inmediatamente;
• No toque el objeto que se está quemando;
• No use agua en un incendio eléctrico;
• use un extinguidor “Clase C” tal como dióxido de carbono o un extinguidor ABC multi-propósito para apagar incendios pequeños; y
• salga del área y espere a los profesionales, a menos que usted esté calificado para combatir este tipo de incendio. DOMICILIARIA: Es fundamental al momento de proyectar, construir o ampliar la instalación eléctrica de su casa, exigir que:
• Sea proyectada, construida o modificada cumpliendo con las normas de aplicación vigentes (Reglamento de Instalaciones Municipales).
• Los materiales que se empleen (cables, dispositivos de protección, etc.) fabricados bajo normas IRAM o IEC y la resolución 92/98 de la SICyM (Secretaría de Industria, Comercio y Minería) que aseguran el cumplimento de los requisitos esenciales de seguridad.
• La instalación cuente con los dispositivos básicos de seguridad: interruptor diferencial (disyuntor), llaves termo-magnéticas, puestas a tierra y que las tomas estén bien conectados a tierra.
• Las tareas se realicen bajo la responsabilidad de un electricista profesional. Cada 3 años controle que las características de seguridad originales se siguen manteniendo. Para aumentar la seguridad eléctrica en su hogar se recomienda:
• Siempre es recomendable instalar un disyuntor diferencial de corrientes. Ayudará a salvar vidas, electrodomésticos y prevenir incendios.
• Revise frecuentemente la instalación eléctrica de su hogar.
• Balancee adecuadamente los circuitos de alimentación para evitar calentamientos en alguno de ellos.
• Los cables pelados o defectuosos deben ser repuestos lo antes posible.
• Averigüe cuál es el tipo de cable adecuado para resistir la carga en su instalación.
• De contar con instalaciones antiguas con cable aislados con tela y goma, es recomendable reemplazarlos.
• No reutilice cables defectuosos.
• Reemplace los componentes defectuosos sin demoras, esto le permite evitar accidentes.
• La carga utilizada (amper) sea la adecuada al circuito eléctrico.

• En la medida de lo posible sustituya los fusibles por llaves termo-magnéticas.
• Corte la energía desde la llave general para hacer una reparación.
• No permita que los niños introduzcan ningún objeto en los tomacorrientes.
• Cuando cambie un lámpara tómela por el bulbo nunca toque la parte metálica.
• Utilice tapas para bloquear los tomacorrientes que se encuentren al alcance de los niños.
• No energice rejas o alambrados pues es ilegal y ha costado muchas vidas.
• No realice por su cuenta la poda o erradicación de árboles cercanos a líneas aéreas de energía eléctrica.
• Si detecta cables caídos en la calle no intente retirarlos por su cuenta y evite que otros lo hagan
• No utilice postes del tendido eléctrico para colocar pasacalles, esto pone en riesgo su seguridad.
• Cuando sus hijos remonten un barrilete, asegúrese que lo hagan en un espacio abierto lejos de cables aéreos de electricidad, el contacto con los mismos es muy peligroso.
• Si tiene tomacorrientes en el patio o jardín de su hogar, asegúrese de que sean para intemperie. Esto evitará accidentes.
• Si se corta la luz puede tratarse de un corte programado por tareas de mejora de la red, una falla en el sistema de distribución, o un desperfecto interno de su casa: en este caso debe verificar los fusibles, llaves termo magnéticas o disyuntores.
• Desconecte siempre los electrodomésticos para limpiarlos o repararlos.
• Al finalizar el verano, o por ausentarse por tiempos prolongados del inmueble, desenchufe los aparatos de aire acondicionado u otros artefactos que mantiene una parte energizada o en "stand by".
• Para desconectarlos no tire del cable, hágalo tomando la ficha.
• Utilice herramientas con aislación apropiada.
• No realice reparaciones de caños de gas o agua en cercanías de aparatos o de la instalación eléctrica mientras los electrodomésticos están funcionando.
• Llame siempre a técnicos especializados para realizar las reparaciones eléctricas.
• Nunca use artefactos eléctricos en lugares húmedos.
• Nunca enchufe un aparato eléctrico mientras está en la bañera (Por ejemplo: radio grabadores, estufas eléctricas, etc.)
• No toque las partes metálicas de los aparatos eléctricos con las manos mojadas o descalzo.
• Evite conexiones con triples, si enchufa muchos electrodomésticos a la misma conexión los cable sufren una sobrecarga y esto puede provocar un cortocircuito.
• Evite instalar su antena de televisión cerca de instalaciones eléctricas, puede conducir electricidad y corre riesgo su vida.