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FUNDAMENTOS DE INSTALACIONES ELECTRICAS

FUNDAMENTOS DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS

Objetivos : • Identifica el uso adecuado de herramientas en electricidad. • Identifica las características de los conductores eléctricos. • Identificar esquemas de circuitos de iluminación y tomacorrientes.

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FUNDAMENTOS DE INSTALACIONES ELECTRICAS

Objetivos : • Identifica los dispositivos de control. • Identifica la máxima demanda en las cargas. • Identifica las características de los motores eléctricos.

UNIDADES:

1. Seguridad en instalaciones eléctricas. 2. Normas

técnicas.

Conductores

eléctricos. 3. Simbología eléctrica. 4. Canalizaciones eléctricas.

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UNIDADES: 5. Tableros de distribución. 6. Cuadro de cargas. Potencia instalada. 7. Circuitos de control. 8. Motores de inducción. 9. Tableros

eléctricos.

Arranque

de

motores eléctricos.

1. SEGURIDAD EN INSTALACIONES ELÉCTRICAS Fundamentos de Instalaciones Eléctricas

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FUNDAMENTOS DE INSTALACIONES ELECTRICAS

Índice • Objetivos 1. Riesgos Eléctricos 2. Efectos de la Corriente Eléctrica 3. Dispositivos de Protección para instalaciones eléctricas. 4. Implementos de seguridad y herramientas. • Bibliografía

Objetivos: Identificar las condiciones inseguras de riesgo eléctrico. Reconocer las recomendaciones para evitar contactos eléctricos. Respetar las normas técnicas relacionadas a la seguridad.

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1. RIESGOS ELÉCTRICOS

Factores que intervienen en un Accidente Eléctrico: • FACTORES FÍSICOS. • FACTORES FISIOLÓGICOS. • FACTORES PSÍQUICOS.

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Factores que intervienen en un Accidente Eléctrico: • FACTORES FÍSICOS.

1 mA a 8 mA Puede causar alguna sensación

15 mA a 20 mA Puede causar contracción muscular

Intensidad de corriente. Más de 25 mA ¡CAUSARÁ LA MUERTE!

Factores que intervienen en un Accidente Eléctrico: • FACTORES FÍSICOS. 50 V AC (locales secos) 25 V AC (locales húmedos) 120 V DC (tensiones con respecto a tierra).

Tensión Eléctrica

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Factores que intervienen en un Accidente Eléctrico: • FACTORES FÍSICOS.

Recorrido de la corriente a través del cuerpo. El efecto es variable, va a depender recorrido que siga a través del cuerpo.

del

Factores que intervienen en un Accidente Eléctrico: • FACTORES FISIOLÓGICOS.

La resistencia del cuerpo humano.

Terreno seco

Terreno húmedo

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Factores que intervienen en un Accidente Eléctrico: • FACTORES FISIOLÓGICOS.

Estado físico del accidentado.

Factores que intervienen en un Accidente Eléctrico: • FACTORES PSÍQUICOS.

La distracción.

La atención. Alteración a la capacidad mental para mantenernos atentos

Estado mental que ayuda a evitar los accidentes

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Causas más frecuentes de los accidentes eléctricos • Por condiciones subestándares. Falta de puesta a tierra u otro sistema de protección adecuado

Puesta a tierra

Causas más frecuentes de los accidentes eléctricos • Por condiciones subestándares. Falta de puesta a tierra u otro sistema de protección adecuado

Interruptor Diferencial

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Causas más frecuentes de los accidentes eléctricos • Por condiciones subestándares. Aislamiento dañado en los conductores eléctricos

Causas más frecuentes de los accidentes eléctricos • Por condiciones subestándares. Sobrecarga de los circuitos eléctricos.

Adaptadores o múltiples.

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Causas más frecuentes de los accidentes eléctricos • Por condiciones subestándares. Equipos y/o materiales de mala calidad. Interruptor termomagnético

Causas más frecuentes de los accidentes eléctricos • Por acciones subestándares. Falta de entrenamiento en riesgos eléctricos

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Causas más frecuentes de los accidentes eléctricos • Por acciones subestándares. Exceso de confianza al realizar trabajos.

Causas más frecuentes de los accidentes eléctricos • Por acciones subestándares. Falta de implementos de seguridad

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2. EFECTOS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA

2.1.Curva de Seguridad. 2.2. Contactos Eléctricos.

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2.1. Curva de Seguridad. • Los efectos que puede tener la energía eléctrica sobre el cuerpo humano esta en función de la tensión de contacto, la corriente, el tiempo, la superficie de contacto, el estado de la persona accidentada, los lugares por donde circula la corriente en el cuerpo humano.

2.1. Curva de Seguridad. Efectos de la corriente vs. tiempo (IEC 60479-1)

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2.1. Curva de Seguridad. Efectos de la corriente vs. tiempo (IEC 60479-1) ZONAS

EFECTOS FISIOLÓGICOS

1

Normalmente, sin reacción.

2

Usualmente sin efectos fisiológicos.

3

Usualmente no se esperan daños orgánicos. Aparecen contracciones musculares y dificultad en la respiración, disturbios reversibles de impulsos en el corazón. Paros cardiacos transitorios sin fibrilación ventricular se incrementan con la corriente y el tiempo.

4

En adición a los efectos de la Zona 3, la probabilidad de fibrilación ventricular se incrementa 5% según la curva C2 y hasta 50% (curva C3), y arriba de 50% por encima de la curva C3. Los efectos de paros cardiacos, respiratorios y quemaduras pueden ocurrir con el incremento de la corriente y el tiempo.

2.1. Curva de Seguridad. ESCALAS DE PERCEPCIÓN

Los valores de corriente mostrados en la tabla anterior son los mínimos. Estos dependen de otros parámetros, tales como: área del cuerpo en contacto, condiciones del contacto (seco - mojado - temperatura) y también de las características fisiológicas de las personas.

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2.1. Curva de Seguridad.

ESCALAS DE PERCEPCIÓN

UMBRAL DE:

ENTRE:

EFECTOS:

Percepción

1 y 3 mA

No existe problema, el contacto se puede mantener sin peligro para la persona que lo sufre.

Electrización

3 y 10 mA

Produce una sensación de hormigueo, puede provocar movimientos reflejos.

Tetanización

10 y 20 mA

Los músculos se contraen y paralizan, impidiendo soltar el cable o el objeto que ha provocado el accidente.

Paro respiratorio

20 y 25 mA

Si la corriente atraviesa el cerebro, puede ser afectado el centro respiratorio.

Asfixia

25 y 30 mA

Los músculos al contraerse y paralizarse, impiden la función de los pulmones, por lo que la persona no respira.

Fibrilación ventricular

60 y 75 mA

Si la corriente atraviesa el corazón, se descontrola el ritmo cardiaco y aparece la fibrilación ventricular.

2.2. Contactos Eléctricos

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2.2. Contactos Eléctricos CONTACTOS DIRECTOS

Un contacto directo ocurre cuando tocamos directamente la parte conductora expuesta.

2.2. Contactos Eléctricos CONTACTO DIRECTO ENTRE DOS FASES

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2.2. Contactos Eléctricos CONTACTO DIRECTO CON UNA FASE Y TIERRA

2.2. Contactos Eléctricos CONTACTOS INDIRECTOS

Ocurre cuando un equipo tiene una avería y la carcaza del mismo ha quedado electrizada, bajo estas condiciones es tocado por una persona y sufre la descarga eléctrica.

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2.2. Contactos Eléctricos CONSECUENCIAS INDIRECTAS DE UN CHOQUE ELÉCTRICO • Caídas de altura. • Golpes contra objetos. • Proyección de materiales. Especial peligrosidad presenta el arco eléctrico, ya que éste, al alcanzar temperaturas de hasta 20 000 ºC, puede provocar lesiones graves como: • Quemaduras. • Deslumbramiento. • Combustión de la ropa.

3. Dispositivos de Protección para Instalaciones Eléctricas

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Llave de cuchilla La llave a cuchilla acciona un circuito eléctrico, está compuesta de dos placas separadas entre sí la cual, una de ellas posee la entrada al circuito y la otra la alimentación. Por medio de una manivela conductora se unen las dos placas cerrando el circuito.

Interruptor termomagnético

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Clasificación de los disyuntores atendiendo a su intensidad nominal: • Pequeños interruptores (para montaje en riel): con corrientes nominales ≤ 125 A utilizados en circuitos terminales y de distribución secundaria.

Interruptor termomagnético 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 eléctrica en un circuito: el magnético y el térmico (efecto Joule).

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•

Pequeños interruptores para montaje en riel: Los interruptores automáticos del tipo de riel vienen equipados sólo con unidad de disparo termomagnético, con disparo térmico fijo igual a la corriente nominal, y con tres curvas normalizadas de disparo magnético: Curva B: el disparo magnético actúa entre 3In y 5In. Curva C: el disparo magnético actúa entre 5In y 10In. Curva D: el disparo magnético actúa entre 10In y 20In.

Estructura

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• Multi-9 C60 • Curva B (magnético bajo) • Curva C (distribución) • Curva D (magnético alto)

precisión

Funcionamiento Ambos dispositivos se complementan en su acción de protección, el magnético para los cortocircuitos y el térmico para las sobrecargas. Además de esta desconexión automática, el aparato está provisto de una palanca que permite la desconexión manual de la corriente y el rearme del dispositivo automático cuando se ha producido una desconexión.

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Interruptor diferencial Un interruptor diferencial, también llamado disyuntor por corriente diferencial o residual, es un dispositivo electromecánico que se coloca en las instalaciones eléctricas de corriente alterna, con el fin de proteger a las personas de las derivaciones causadas por faltas de aislamiento entre los conductores activos y tierra o masa de los aparatos.

Interruptor diferencial En esencia, el interruptor diferencial consta de dos bobinas, colocadas en serie (una en cada extremo de la carga) con los conductores de alimentación de corriente y que producen campos magnéticos opuestos y un núcleo o armadura que mediante un dispositivo mecánico adecuado puede accionar unos contactos.

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Funciones de protección del ID

• Protección de materiales y equipos contra: – Cortocircuitos. – Sobrecargas.

• Protección de personas contra: – Contactos directos. – Contactos indirectos.

Directo

Indirecto

Interruptor diferencial = protección contra contactos accidentales

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Cuando las corrientes de entrada IF y salida IN no son iguales, los flujos Ff y Fn creados por ambas corrientes en el núcleo toroidal dejan de ser iguales y el flujo diferencial FF - FN crea una corriente i que activa el electroimán que posibilita la apertura de los contactos del interruptor. Un botón de prueba comprueba el funcionamiento del dispositivo.

Interruptor diferencial

Interruptor diferencial (1) Debe instalarse un tablero en cada unidad de vivienda ..... (2) Todo tablero debe tener un solo suministro, protegido por un dispositivo de protección contra sobrecorrientes en la caja de acometida. (3) Contra posibles riesgos de incendios por fallas a tierra en el alimentador, se recomienda instalar un dispositivo de corriente diferencial residual y debe tener una sensibilidad adecuada y ser del tipo selectivo con ID de 30 mA .

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EL INTERRUPTOR DIFERENCIAL ABRE EL CIRCUITO CUANDO DETECTA UNA DIFERENCIA DE CORRIENTES (I1 e I2) IGUAL O MAYOR A 30 mA. (0.03 A)

I1 I2

LA DIFERENCIA DE CORRIENTES SE PRODUCE CUANDO HAY UNA CORRIENTE DE FUGA (If). ESTA FUGA PUEDE DEBERSE A:

If

a)

CONTACTO ELECTRICO DIRECTO DE UNA PERSONA A UNA LINEA VIVA (POSIBLE ELECTROCUCION)

b)

CONTACTO DE UN CABLE MAL AISLADO A UNA PARTE CONDUCTORA COMO CARCAZAS METALICAS LO QUE PUEDE CAUSAR RECALENTAMIENTOS Y/O EXCESOS DE CONSUMO

¿QUÉ PASA SI NO HAY PUESTA A TIERRA NI DIFERENCIAL? (Contacto indirecto)

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USUARIO PROTEGIDO POR EL DIFERENCIAL (Contacto indirecto)

Si la fuga llega a 30 mA el diferencial dispara evitando daños graves a las personas

¿QUÉ PASA SI EXISTE PUESTA TIERRA, PERO NO HAY DIFERENCIAL?

La fuga se deriva hacia tierra protegiendo al usuario, pero no se elimina la fuga

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PROTECCIÓN DEL USUARIO Y LA INSTALACIÓN: PUESTA A TIERRA + DIFERENCIAL

La fuga se deriva hacia tierra protegiendo al usuario, y el diferencial la detecta abriendo el circuito, evitando riesgos de recalentamiento e incendios por fallas de aislamiento

¡¡INTERRUPCIÓN DEL CONDUCTO A TIERRA!!

En el caso de falla de la puesta a tierra por mal mantenimiento o mal contacto el diferencial es clave para continuar con la protección de las personas

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CONTACTO DIRECTO

Aunque hubiera puesta a tierra en la instalación, esta no protege contra los contactos directos.!!

PROTECCIÓN EN UN CONTACTO DIRECTO

Protección contra un contacto directo solo puede ser posible mediante el interruptor diferencial.!!

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1

Entregan los tiempos de operación en función de la corriente de defecto.

0,5

Permiten verificar que el tiempo de reacción del diferencial instalado aguas arriba sea mayor que el tiempo de operación del dispositivo diferencial aguas abajo.

0,1 0,05 10 mA

30 mA

300 mA

0,01 100

101

102

103

104

Id (mA)

ZONAS DE RIESGO 10000

2000 500

SENSACIÓN DE DOLOR LEVE SIN CONSECUENCIAS NO SENSIBILIDAD PELIGROSAS

1

2

PARÁLISIS MUSCULAR

PARO CARDIACO RESPIRATORIO

3

4

100

55 ms 20

30 mA

corriente (mA) 0,5

10

31

50

500

2000

10000

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Cualquier falla de aislamiento superior a 30 mA, aguas abajo es detectada por el interruptor diferencial. La alimentación general entonces es interrumpida. LA CORRIENTE NOMINAL DE CARGA DEL INTERRUPTOR DIFERENCIAL DEBE SER IGUAL (O MAYOR) A LA CORRIENTE NOMINAL DEL INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO AGUAS ARRIBA

LA CORRIENTE NOMINAL DE CARGA DEL INTERRUPTOR DIFERENCIAL DEBE SER IGUAL (O MAYOR) A LA CORRIENTE NOMINAL DEL INTERRUPTOR TERMOMAGNETICO AGUAS ARRIBA

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Si hay una fuga de corriente aparece un campo magnético en el núcleo debido a que la suma vectorial de corrientes no es nula. Esto provoca el accionamiento del mecanismo de disparo de la llave. Si hay desequilibrio de corrientes, sin fuga, la resultante de las corrientes es también cero por lo que no hay disparo. CONCLUSIÓN: Solo la fuga de corrientes provoca el disparo, mas no provoca el disparo el desequilibrio de cargas.

Sin Neutro (sistema 220V)

Con Neutro (sistema 380/220V) (Bobina de detección)

(Bobina de detección)

I1

I2

I3

I1

Carga

I2

I3

IN

Carga

Si: I1 + I2 + I3 = 0 no opera

Si: I1 + I2 + I3 + IN = 0 no opera

Si: I1 + I2 + I3 ≠ 0 opera

Si: I1 + I2 + I3 + IN ≠ 0 opera

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Int. termomagnético

Int. diferencial

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El interruptor termomagnético protege al conductor de la instalación de sobrecargas y cortocircuitos

No olvidar que:

El interruptor diferencial protege a las personas de posibles electrocuciones y protege a la instalación de daños causados por fugas de corriente

Son complementarios

¡¡ NINGUNO REEMPLAZA AL OTRO !!

4. IMPLEMENTOS DE SEGURIDAD Y HERRAMIENTAS

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4.1. EQUIPAMIENTO DE SEGURIDAD Cascos de seguridad no metálicos:

4.1. EQUIPAMIENTO DE SEGURIDAD Guantes aislantes:

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4.1. EQUIPAMIENTO DE SEGURIDAD Gafas y protección ocular:

4.1. EQUIPAMIENTO DE SEGURIDAD Cinturón de seguridad:

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4.1. EQUIPAMIENTO DE SEGURIDAD Calzado de seguridad:

4.2. HERRAMIENTAS DEL ELECTRICISTA

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4.2. HERRAMIENTAS DEL ELECTRICISTA

Alicate universal Alicate de punta redonda Alicate de punta plana

Alicate punta semiredonda Alicate de corte

4.2. HERRAMIENTAS DEL ELECTRICISTA

Cuchilla de electricista

Alicate desaislador

Punzón Navaja

Alicate prensa terminales

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4.2. HERRAMIENTAS DEL ELECTRICISTA

Destornillador de punta plana Destornillador de punta estrella

Destornillador de punta pozi

Los tipos de destornilladores que se muestran en la figura son: (a) Ranurada (b)Estrella, (c)Pozidriv, (d)Torx, (e) Hexagonal, (f) Robertson, (g) Tri-Wing, (h)Torq-Set, (i) Llave.

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4.2. HERRAMIENTAS DEL ELECTRICISTA Sierra de mano

Cartuchera Guía de Acero

Martillo

4.5. INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN

Multímetro Digital

Pinza Amperimétrica.

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Bibliografía • Schneider Electric Perú (2007) Guía de diseño de instalaciones eléctricas. Barcelona: s.n. (621.3I/SE/2003). • Manual Práctico de Instalaciones Eléctricas. Richter y Creighton. • Siemens, A. G. (2000) Manual de baja tensión. Berlín: Siemens (621.3/S/2000).

FIN DE LA UNIDAD

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