Buenos días!!!

Bienvenidos al curso (básico) de capacitación:

Seguridad Eléctrica

Día 1• Conceptos básicos de sistemas de potencia

– ¿Qué es la Electricidad? – ¿Dónde, cuánta, cómo y por qué? – Corto circuito y sobre carga – La guerra de las corrientes

• La seguridad eléctrica– Qué nos hace a los humanos la electricidad? – Electrocución y Riesgo Eléctrico.– Cómo usar con seguridad la electricidad?– Equipo de protección personal – 5 Reglas de oro al trabajar con electricidad

• Normatividad ¿para qué y qué son? – NFPA y NEC– IEC, ANSI, NEMA, IEEE, UL– NOM-001-SEDE-2012– STPS – NMX– SENER, PEMEX, CFE, etc…

Día 2• Ingeniería Eléctrica

– Conceptos generales

– Cómo entender un Diagrama Unifilar

– Los Sistemas de tierras físicas

– Esbozo de dispositivos de seguridad

– Equipo general (cuartos de tableros y subestaciones) y materiales (cable, canalizaciones, etc.)

– Estudios eléctricos (básico)

• Corto Circuito • Arco Eléctrico • Factor de potencia• Coordinación de Protecciones • Sistemas de tierras físicas • Pararrayos

Conceptos básicos de sistemas de potencia –¿Qué es la Electricidad?

• Corriente• Voltaje• Resistencia• Ley de ohm

–¿Dónde, cuánta, cómo y por qué? –Corto circuito y sobre carga –La guerra de las corrientes

¿Qué es la Electricidad? Forma de energía que produce efectos luminosos, mecánicos, caloríficos, químicos, etc., y que se debe a la separación o movimiento de los electrones que forman los átomos.

La electricidad (del griego ήλεκτρον élektron, cuyo significado es ‘ámbar’) es el conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de cargas eléctricas. Se manifiesta en una gran variedad de fenómenos como los rayos, la electricidad estática, la inducción electromagnética o el flujo de corriente eléctrica. La electricidad es una forma de energía tan versátil que tiene un sin número de aplicaciones, por ejemplo: transporte, climatización, iluminación y computación.1 (wikipedia)

Desde el año 600 antes de Cristo, los griegos ya hacían experimentación frotando una resina de árbol llamada “ambar” generando electrostática.

En 1752, Benjamin Franklin probó con su experimento del “cometa” que los rayos de las tormentas eran electricidad en la naturaleza, presentando también la idea que la electricidad tenía elementos de carga positiva y negativa y que la electricidad fluía de positivo a negativo.

Hacia finales del siglo 19 la ciencia avanzaba a pasos impresionantes, sin embargo la electricidad era vista como algo divino. Los automóviles y los aviones se desarrollaban para mover al mundo y la electricidad se abría paso en los hogares, pero fue hasta 1897 cuando los científicos descubrieron la existencia de los electrones, dando paso al uso de la electricidad moderna.

Carga eléctrica:Es una propiedad de la materia que produce una fuerza cuando tiene cerca otra materia cargada eléctricamente. La carga se origina en el átomo, el cual tiene portadores muy comunes que son el electrón y el protón.Las cargas de los electrones y de los protones tienen signos contrarios, además una carga puede ser expresada como positiva o negativa. Por convención, la carga que tiene electrones se asume negativa y la de los protones positiva, una costumbre que empezó con el trabajo de Benjamín Franklin.

Los fenómenos de electricidad se pueden clasificar en dos tipos principalmente: electricidad estática y corriente eléctrica.

Corriente eléctrica:Se conoce como corriente eléctrica al movimiento de cargas eléctricas.

La corriente puede estar producida por cualquier partícula cargada eléctricamente en movimiento; lo más frecuente es que sean electrones, pero cualquier otra carga en movimiento produce una corriente.

La intensidad de una corriente eléctrica se mide en amperios, cuyo símbolo es A. El proceso por el cual la corriente eléctrica circula por un material se llama conducción eléctrica.

El voltaje es el diferencial eléctrico entre ambos cuerpos, considerando que si ambos puntos establecen un contacto de flujo de electrones ocurriría una transferencia de energía de un punto al otro, debido a que los electrones (con carga negativa) son atraídos por protones (con carga positiva), y a su vez, que los electrones son repelidos entre sí por contar con la misma carga.

LEY DE OHM

• CORRIENTE• RESISTENCIA• VOLTAJE• POTENCIA

¿Porqué se usan los circuitos trifásicos?

La principal aplicación para los circuitos trifásicos se encuentra en la distribución de la energía eléctrica por parte de la compañía de luz a la población. Nikola Tesla probó que la mejor manera de producir, transmitir y consumir energía eléctrica era usando circuitos trifásicos.

Algunas de las razones por las que la energía trifásica es superior a la monofásica son :• La potencia en KVA (Kilo Volts Ampere) de un motor trifásico es

aproximadamente 150% mayor que la de un motor monofásico.

• En un sistema trifásico balanceado los conductores necesitan ser el 75% del tamaño que necesitarían para un sistema monofásico con la misma potencia en VA por lo que esto ayuda a disminuir los costos y por lo tanto a justificar el tercer cable requerido.

• La potencia proporcionada por un sistema monofásico cae tres veces por ciclo. La potencia proporcionada por un sistema trifásico nunca cae a cero por lo que la potencia enviada a la carga es siempre la misma.

• Generación de la energía eléctrica

Distribución de la energía eléctrica

Los equipos eléctricos se diseñan para soportar, sin dañarse, una cantidad máxima de corriente (amperios) y una banda de voltaje (voltios)

Cuando el voltaje aplicado supera al nivel alto, se dice que hay un SOBRE VOLTAJE que podría dañar los aislamientos del equipo y derivar en un consumo de corriente mayor para el cual fue diseñado (SOBRECARGA).

De lo anterior se deduce que una sobrecarga es una condición en la cual el equipo consume una corriente mayor a la que está diseñado; si el sistema de protección (breaker, fusibles, etc..) está calibrado para corrientes mayores a éstas, el equipo se dañaría ya que el dispositivo no se enteraria de esta sobre carga.

Por último, un CORTO CIRCUITO también es una sobrecarga, por definición, pero de consecuencias más dañinas por que los niveles de corriente son muy grandes y se realizan de manera instantánea.

El cortocircuito y la sobrecarga

La introducción de la electricidad para el uso doméstico fue llevada a cabo a principios de la década de 1880 por el famoso inventor y empresario Thomas Alva Edison. Mediante pequeñas centrales eléctricas iluminaba calles y hogares de pequeñas zonas de Nueva York.

Sin embargo, la gran fortuna que Edison generó mediante el uso de la corriente continua empezó a tambalearse en 1888 cuando comenzó a desarrollarse una tecnología muy superior basada en la corriente alterna (impulsada por Tesla).

Harold Brown, antiguo trabajador de Edison, puso en marcha un horripilante programa de experimentos y demostraciones para apoyar la corriente continua de Edison y desprestigiar las ideas de Tesla…atentos.En primer lugar electrocutó a diversos perros con corriente continua demostrando que sobrevivían a tal disparate…y luego hizo lo mismo con corriente alterna…hasta matarlos.

Electrocutaba caballos, terneros, todo le valía para echar por tierra las ideas de Tesla…o mejor dicho, para asegurar la fortuna de Edison…y la suya.

El 6 de agosto de 1890,Brown empleó una silla eléctrica, que hacía uso de un generador Westinghouse que había adquirido ilegalmente, para ejecutar al asesino William Kemmler. En un espectáculo terrible se necesitaron dos intentos para darle muerte. De esta forma Brown volvía a presentar la corriente alterna como un peligro para la sociedad.

En 1903 la “Guerra de las Corrientes” se cobró su última víctima; Topsy, una elefanta de mal carácter que había matado a dos cuidadores en Texas y a otro en Brooklyn cuando intentaba introducirle un cigarrillo en la boca…En pleno delirio Edison se mostró voluntario para sacrificar a Topsy empleando la corriente alterna.

Pero todos estos terribles ensayos para demostrar la inoperancia de las teorías de Tesla fueron inútiles…la corriente alterna era muy superior a la continua en todos sus aspectos…y el combate tuvo un claro vencedor.

En 1893 se inauguraba la Feria Mundial de Chicago. Las empresas que quisieran hacerse cargo de la iluminación tenían que presentar sus propuestas. Se presentaron dos grandes candidatas: Westinghouse, con las tecnologías inventadas por Tesla, y General Electric, recién creada compañía que controlaba las patentes de Edison…no hubo color.

Cuando Westinghouse presentó un presupuesto por la mitad de lo que pedía General Electric la obra le fue adjudicada, y Tesla pudo exhibir sus generadores, dínamos y motores.

El 1 de Mayo de 1893, el presidente estadounidense Stephen Grover Clevelandencendió 100.000 bombillas alimentadas básicamente con corriente alterna.

• La seguridad eléctrica–Qué nos hace a los humanos la

electricidad? –Electrocución y Riesgo Eléctrico.–Cómo usar con seguridad la

electricidad?–Equipo de protección personal –5 Reglas de oro al trabajar con

electricidad.

RIESGO ELECTRICOPRINCIPALES PELIGROS DE LA ELECTRICIDAD

No es perceptible por los sentidos del humano.

No tiene olor, solo es detectada cuando en un corto circuito se descompone el aire apareciendo Ozono.

No es detectado por la vista.

No se detecta al gusto ni al oído.

Al tacto puede ser mortal si no se está debidamente aislado. El cuerpo humano actúa como circuito entre dos puntos de diferente potencial. No es la tensión la que provoca los efectos fisiológicos sino la corriente que atraviesa el cuerpo humano.

Los efectos que pueden producir los accidentes de origen eléctrico dependen:

Intensidad de la corriente. Resistencia eléctrica del cuerpo humano. Tensión de la corriente. Frecuencia y forma del accidente. Tiempo de contacto. Trayectoria de la corriente en el cuerpo.

Todo accidente eléctrico tiene origen en un defecto de aislamiento y la persona se transforma en una vía de descarga a tierra.

RIESGO ELECTRICOEfectos de la electricidad en función de la intensidad de la corriente •Al suponer la resistencia del cuerpo constante la corriente aumenta al aumentar la tensión (Ley de Ohm). Si la resistencia del cuerpo se supone variable la corriente aumenta con la humedad del terreno.•Valores de corriente entre 1 a 3 mA, no ofrece peligro de mantener el contacto permanentemente. Ninguna sensación o efecto, umbral de sensación. •Valores de corriente de 8 mA, aparecen hormigueo desagradable, choque indoloro y un individuo puede soltar el conductor ya que no pierde control de sus músculos. Efecto de electrización. •Valores mayores de 10 mA, el paso de corriente provoca contracción muscular en manos y brazos, efectos de choque doloroso pero sin pérdida del control muscular, pueden aparecer quemaduras. Efectos de tetanización. Entre 15 a 20 mA este efecto se agrava. • Valores entre 25 a 30 mA la tetanización afecta los músculos del tórax provocando asfixia. •Valores mayores de 30 mA con menor o mayor tiempo de contacto aparece la fibrilación cardiaca la cual es mortal. Son contracciones anárquicas del corazón.

RIESGO ELECTRICOEfectos de la electricidad en función de la resistencia del cuerpo

En días calurosos y húmedos la resistencia del cuerpo baja.

La resistencia que ofrece al paso de corriente varía según los órganos del cuerpo que atraviesa.

La resistencia del cuerpo varía con la tensión aplicada por el contacto.

o 10000 ohm para 24 volt

o 3000 ohm para 65 volt

o 2000 ohm para 150 volt

o A partir de este valor puede considerarse constante aproximadamente 1500 ohm para 220 volt.

Cualquier lesión debida a la electricidad es potencialmente grave, tanto si se ha producido por alta tensión como por la tensión doméstica de 220 voltios. El cuerpo actúa como intermediario entre el conductor eléctrico y la tierra, pasando la corriente por todos los tejidos y causando las lesiones a los mismos, pudiendo llegar a ocasionar la muerte por paro cardio respiratorio.El shock que produce en el individuo la corriente eléctrica, que entra y sale del cuerpo, puede derribarlo, provocarle la pérdida de conciencia o incluso cortarle la respiración e interrumpir los latidos cardíacos.La electricidad se extiende a todos los tejidos del cuerpo y llega a causar daños profundos y generalizados, aun cuando exteriormente la piel no muestre más que una pequeña señal en el punto de contacto con la corriente.Si la electrocución se da por baja tensión (110-220 volts) es necesario que la victima toque al conductor para que se genere el daño, por el contrario…………..Si es de alta tensión (mas de 1000 volts), no es necesario el contacto directo, ya que antes de que llegue a tocarlo, salta espontáneamente un arco eléctrico y se produce la electrocución. ( por ejm. en tubos de imagen presentes en televisores, monitores de PC, carteles luminosos, luces de neónn, todos esto a su vez pueden mantener tensiones entre los 4000 y 17000 volts, aún luego de desconectados).

RIESGO ELECTRICO ELECTROCUCION

RIESGO ELECTRICO ELECTROCUCIONCASO DE ELECTROCUCION DE UN OPERARIO DE LA CONSTRUCCIONLESIONES CARACTERISTICAS

ANTECEDENTES Y CASO CLÍNICO:El caso que nos ocupa es el de una adulto joven, operario de la construcción, que al desplazar un andamio metálico, contacta con un cable de media tensión, actuando el andamio como conductor eléctrico.En el examen de las ropas destaca quemadura del tejido del guante de la mano izquierda y quemaduras en el calzado de ambos pies.

RIESGO ELECTRICO DISTANCIAS DE SEGURIDAD

Las separaciones mínimas, medidas entre cualquier punto con tensión y la parte más próxima del cuerpo del operario o de las herramientas no aisladas por él utilizadas en la situación más desfavorable que pudiera producirse, serán las siguientes:

Nivel de tensión Distancia mínima0 a 50 V ninguna

más de 50 V. hasta 1 KV. 0,80 m

más de 1 KV. hasta 33 KV. 0,80 m (1)

más de 33 KV. hasta 66 KV. 0,90 m

más de 66 KV. hasta 132 KV. 1,50 m (2)

más de 132 KV. hasta 150 KV. 1,65 m (2)

más de 150 KV. hasta 220 KV. 2,10 m (2)

más de 220 KV. hasta 330 KV. 2,90 m (2)

más de 330 KV. hasta 500 KV. 3,60 m (2)

1) Estas distancias pueden reducirse a 0,60 m, por colocación sobre los objetos con tensión de pantallas aislantes de adecuado nivel de aislación y cuando no existan rejas metálicas conectadas a tierra que se interpongan entre el elemento con tensión y los operarios.(2) Para trabajos a distancia, no se tendrá en cuenta para trabajos a potencial.

RIESGO ELECTRICONORMAS DE MANTENIMIENTO ELECTRICO

Toda persona debe dar cuenta al correspondiente supervisor de los trabajos a realizar y debe obtener el permiso correspondiente.Debe avisar de cualquier condición insegura que observe en su trabajo y advertir de cualquier defecto en los materiales o herramientas a utilizar.Quedan prohibido las acciones temerarias, que suponen actuar sin cumplir con las Reglamentaciones de Seguridad.No hacer bromas, juegos o cualquier acción que pudiera distraer a los operarios.Cuando se efectúen trabajos en instalaciones de Baja Tensión, no podrá considerarse la misma sin tensión si no sed ha verificado la ausencia de la misma.

NORMAS ANTES DE LA OPERACIÓNA nivel del suelo ubicarse sobre los elementos aislantes correspondientes .Utilizar casco (el cabello debe estar contenido dentro del mismo), calzado de seguridad dieléctrico, guantes aislantes y anteojos de seguridad.Utilizar herramientas o equipos aislantes. Revisar antes de su uso el perfecto estado de conservación y aislamiento de los mismos.Desprenderse de todo objeto metálico de uso personal. Quitarse anillos, relojes o cualquier elemento que pudiera dañar los guantes.Utilizar máscaras de protección facial y/o protectores de brazos para proteger las partes del cuerpo.Aislar los conductores o partes desnudas que estén con tensión, próximos al lugar de trabajo.

NORMAS GENERALES

RIESGO ELECTRICO NORMAS DE MANTENIMIENTO ELECTRICO

NORMAS DURANTE LA OPERACIÓN

Abrir los circuitos con el fin de aislar todas las fuentes de tensión que pueden alimentar la instalación en la que se va a trabajar. Esta apertura debe realizarse en cada uno de los conductores que alimentan la instalación, exceptuando el neutro.Bloquear todos los equipos de corte en posición de apertura. Colocar en el mando o en el mismo dispositivo la señalización de prohibido de maniobra.Verificar la ausencia de tensión. Comprobar si el detector funciona antes y después de realizado el trabajo.Puesta a tierra y la puesta en cortocircuito de cada uno de los conductores sin tensión incluyendo el neutro.Delimitar la zona de trabajo señalizándola adecuadamente.

NORMAS POSTERIORES A LA OPERACIÓNReunir a todas las personas que participaron en el trabajo para notificar la reposición de la tensión.Verificar visualmente que no hayan quedado en el sitio de trabajo herramientas u otros elementos.Se retirará la señalización y luego el bloqueo.Se cerrarán los circuitos.

RIESGO ELECTRICO

PRIMEROS AUXILIOS

Interrumpir de inmediato el paso de la corriente:• Desconectando el conductor causante de la descarga• Cerrando el interruptor del contador o mediante el dispositivo diferencial.

Atender a la víctima

Si la electrocución se ha producido en una línea de alta tensión, es imposible portar los primeros auxilios a la víctima y muy peligroso acercarse a ella a menos de veinte metros.En estos casos, lo indicado es pedir ayuda a los servicios de socorro y solicitar a la compañía que corte el fluido eléctrico.

RIESGO ELECTRICO PRIMEROS AUXILIOS

Desconectar la corriente, maniobrando en los interruptores de la sección o en los generales

Si no se puede actuar sobre los interruptores, aislarse debidamente (usando calzado y guantes de goma, o subiéndose sobre una tabla).

Si el accidentado queda unido al conductor eléctrico, actuar sobre este último, separándole la víctima por medio de una pértiga aislante. Si no tiene una a mano, utilizar un palo o bastón de madera seca.

Cuando el lesionado quede tendido encima del conductor, envolverle los pies con ropa o tela seca, tirar de la víctima por los pies con la pértiga o el palo, cuidando que el conductor de corriente no sea arrastrado también.

Para actuar con mayor rapidez, cortar el conductor eléctrico a ambos lados de la víctima, utilizando un hacha provista de mango de madera.

En alta tensión, suprimir la corriente a ambos lados de la víctima, pues si no, su salvación será muy peligrosa..

Si el accidentado hubiera quedado suspendido a cierta altura del suelo, prever su caída, colocando debajo colchones, mantas, montones de paja o una lona.

Tener presente que el electrocutado es un conductor eléctrico mientras a través de él pase la corriente.

Tratamiento Una vez rescatada la víctima, atender rápidamente a su reanimación.

Por lo general, el paciente sufre una repentina pérdida de conocimiento al recibir la descarga, el pulso es muy débil y probablemente sufra quemaduras.

El cuerpo permanece rígido. Si no respira, practicarle la respiración artificial rápidamente y sin desmayo. Seguramente sea necesario aplicarle un masaje cardíaco, pues el efecto del “shock” suele paralizar el corazón o descompasar su ritmo.

RIESGO ELECTRICO PRIMEROS AUXILIOS

RIESGO ELECTRICOCONSIDERACIONES GENERALES

PROTECCIONES EN INSTALACIONES a)Puesta a tierra en todas las masas

de los equipos e instalaciones.

b)Instalación de dispositivos de fusibles por corto circuito.

c)Dispositivos de corte por sobrecarga.

d)Tensión de seguridad en instalaciones de comando (24 Volt).

e)Doble aislamiento eléctrico de los equipos e instalaciones.

f)Protección diferencial.

PROTECCIONES PARA EVITAR CONSECUENCIAS

a) Señalización en instalaciones eléctricas de baja, media y alta tensión.

b) Desenergizar instalaciones y equipos para realizar mantenimiento.

c) Identificar instalaciones fuera de servicio con bloqueos.

d) Realizar permisos de trabajos eléctricos.

e) Utilización de herramientas diseñadas para tal fin.

f) Trabajar con zapatos con suela aislante, nunca sobre pisos mojados.

RIESGO ELECTRICOCONCLUSIONES

Los accidentes por contactos eléctricos NO son escasos y regularmente son fatales.

La mayor cantidad de accidentes generan lesiones importantes en las manos.

La persona cumple la función de conductor a tierra en una descarga.

La humedad disminuye la resistencia eléctrica del cuerpo y mejora la conductividad a tierra.

Las personas deben estar capacitadas para prevenir accidentes de origen eléctrico.

La tensión de comando debe ser de 24 voltios o la instalación debe tener disyuntor diferencial.

Se puede trabajar en equipos eléctricos con bajo riesgo si están colocadas debidamente las protecciones.

Control Operacional

Uso de EPP´S

Uso de señales de seguridad

Capacitación

RIESGO ELECTRICOINSTALACIONES ELECTRICAS

Las instalaciones y equipos eléctricos de los establecimientos, deberán cumplir con las prescripciones necesarias para evitar riesgos a personas o cosas.

Los materiales y equipos que se utilicen en las instalaciones eléctricas, cumplirán con las exigencias de las normas técnicas correspondientes.

Los trabajos de mantenimiento serán efectuados exclusivamente por personal capacitado, debidamente autorizado por la empresa para su ejecución.Los establecimientos efectuarán el mantenimiento de las instalaciones y verificarán las mismas periódicamente en base a sus respectivos programas, confeccionados de acuerdo a normas de seguridad, registrando debidamente sus resultados.

RIESGO ELECTRICO PREVENCION DE RIESGOS ELECTRICOS

• CONSIDERAR QUE TODOS LOS CIRCUITOS LLEVAN CORRIENTE HASTA QUE SE DEMUESTRE LO CONTRARIO

• EVITAR EL ACCESO DE PERSONAL NO AUTORIZADO A ZONAS DE TABLERO ELÉCTRICO• USO DE EQUIPO PROTECTOR APROPIADO (GUANTES, PROTECTORES VISUALES Y ROPA ESPECIFICA)

• NO TRABAJAR EN LÍNEAS CON TENSIÓN

• COLOCAR VALLAS Y SEÑALES EN ZONAS PELIGROSAS

• PROTEGERSE CONTRA EL CONTACTO CON EQUIPOS ENERGIZADOS

• ADECUADO TOMA A TIERRA DEL SISTEMA ELÉCTRICO Y DE EQUIPOS ELÉCTRICOS

• NO DEJAR CONDUCTORES DESNUDOS EN LAS INSTALACIONES. EVITAR EMPALMES. DE EXISTIR AISLARLOS DEBIDAMENTE

• NO DEJAR EN CONTACTO CABLES CON ACEITES O GRASES QUE DETERIOREN SU AISLACIÓN

• MANTENER EN BUEN ESTADO INTERRUPTORES Y TOMAS

• USOS DE DISYUNTORES DIFERENCIALES Y LLAVES TÉRMICAS COMBINADAS

• MANTENER LAS INSTALACIONES SIEMPRE LIMPIAS Y CON SUS MEDIOS DE PROTECCIÓN

• NO UTILIZAR ESCALERAS METÁLICAS CERCA DE EQUIPOS ENERGIZADOS

• NUNCA TRABAJAR EN UN CIRCUITO ELÉCTRICO SIN AYUDANTE

• Normatividad ¿para qué y qué son? –NFPA y NEC–IEC, ANSI, NEMA, IEEE, UL–NOM-001-SEDE-2012–STPS –NMX–SENER, PEMEX, CFE, etc…

NORMATIVA• NORMAS

• ESTANDARES• LEYES

• CÓDIGOS• REGLAMENTOS

• RECOMENDACIONES

QUÉ ES LA NORMALIZACIÓN?

• La normalización o estandarización es la redacción y aprobación de Normas que se establecen para garantizar el acoplamiento de elementos construidos independientemente, así como garantizar el repuesto en caso de ser necesario, garantizar la calidad de los elementos fabricados, la seguridad de funcionamiento y trabajar con responsabilidad social.

ORGANISMOS INTERNACIONALES

• ISO (Organización Internacional de Normalización) (http://www.iso.org/)

• IEC (Comisión Electrotécnica Internacional) (http://www.iec.ch/)• CENER (Comité Europeo de Normalización Electrotécnica) (

http://www.cenelec.org/) • ANSI (American National Standards Institute) (

http://www.ansi.org/)• IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) (

http://www.ieee.org/)• NEMA (Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos) (

http://www.nema.org/)• NFPA (Asociación Nacional de Protección contra el Fuego) (

http://www.nfpa.org/)

Underwriters Laboratories Inc. (UL) es una organización independiente para ensayo y certificación de seguridad de productos que tiene evaluado productos, materiales y sistemas para proteger la seguridad pública desde 1894. UL es líder en desarrollo de normas utilizadas para evaluar la seguridad de productos.

A nivel mundial, la NFPA es el ente más reconocido que provee estándares relacionados con la protección contra incendios y la vida humana. La NFPA es “la fuente principal mundial para el desarrollo y diseminación de conocimiento sobre seguridad contra incendiosde vida. Con su sede en Massachusetts, EE.UU., la NFPA es una organización internacional que desarrolla normas fundada en 1896 para proteger gente, su propiedad y el medio ambiente del fuego”. Son los creadores del NEC.

ORGANISMOS MEXICANOS

• DGN (Dirección General de Normas) organismo dependiente de la Secretaría de Economía (antes SECOFI) encargado de coordinar el sistema de normalización y evaluación de la conformidad, con base en lo dispuesto en Ley Federal sobre Metrología y Normalización y su Reglamento, para fomentar la competitividad de la industria y el comercio en el ámbito nacional e internacional.

MEXICANAS• NOM (OBLIGATORIA)

• NMX (FABRICACIÓN DE EQUIPO VOLUNTARIA)• STPS (SEGURIDAD OBLIGATORIA)

• SENER (ÉFICIENCIA ENERGÉTICA OBLIGATORIA)• ANCE (DE CALIDAD)

• NRF (DE CONSTRUCCIÓN)• PEMEX (PARTICULAR)

• CFE (PARTICULAR)• ETC…

NORMAS “ELÉCTRICAS”• NOM-001-SEDE-2012 Instalaciones Eléctricas (utilización) • NOM-022-STPS-2008 Electricidad Estática en los centros de

trabajo- Condiciones de seguridad.• NOM-025-STPS-2008 Condiciones de Iluminación en los

centros de trabajo.• NOM-029-STPS-2011 Mantenimiento de las instalaciones

eléctricas en los centros de trabajo- Condiciones de seguridad.• NOM-007-ENER (Eficiencia energética en sistemas de

alumbrado en edificios no residenciales)• NOM-013-ENER ( Eficiencia energética para sistemas de

alumbrado en vialidades y áreas exteriores públicas.)

Norma Oficial Mexicana intenta homologarnos a todos los electricistas en materia de planeación y realización de las instalaciones eléctricas, es

decir su utilización. Elaborada por electricistas mexicanos -y también extranjeros-, que han vivido muchas experiencias al respecto, sirve como punto de referencia para todos los que de manera práctica o teórica –o

ambos aspectos- nos dedicamos a este rubro.

NOM-001-SEDE-2012 Instalaciones Eléctricas (utilización)

NOM-001-SEDE-2012 Instalaciones Eléctricas (utilización)

Para llevar a cabo las modificaciones al Título 5 de esta NOM se tradujeron las partes aplicables del National Electrical Code, con base en las ediciones 2008 y 2011 del NFPA 70, con la licencia de la NFPA, para lo cual se aclara que la NFPA no es responsable de la precisión de la traducción.

OBJETIVO DE LA NOM-001-SEDE-2012

NOM-022-STPS-2008

• STPS• Electricidad Estática en los Centros de trabajo.

Condiciones de seguridad.• OBLIGATORIA

NOM-025-STPS-2008

• STPS• Condiciones de Iluminación en los centros de

Trabajo.• OBLIGATORIA

NOM-029-STPS-2008• STPS• Mantenimiento de las Instalaciones Eléctricas en

los centros de trabajo. Condiciones de seguridad.• OBLIGATORIA

Norma: NMX-J-549-ANCE-2005SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA TORMENTAS ELÉCTRICAS

- ESPECIFICACIONES, MATERIALES Y MÉTODOS DE MEDICIÓN

Un sistema de protección contra tormentas eléctricas (SPTE) diseñado e instalado con las especificaciones indicadas en esta Norma Mexicana, reduce el riesgo de daño que puede provocar un rayo. Sin embargo, su aplicación no garantiza una protección absoluta a personas, estructuras u objetos.

El conocimiento actual de la física de la descarga eléctrica atmosférica a tierra, establece que un SPTE no tiene la capacidad de influir o evitar los procesos de formación del rayo o descarga eléctrica a tierra de origen atmosférico.

Esta Norma Mexicana considera la aplicación de un sistema de protección integral, compuesto por un sistema externo de protección contra tormentas eléctricas (SEPTE) el cual esta formado por elementos para interceptar, conducir y disipar la corriente de rayo; y un sistema interno de protección contra tormentas eléctricas (SIPTE) basado en uniones equipotenciales, blindaje electromagnético, puesta a tierra y protección contra transitorios.

El presente articulo muestra las isolíneas para evaluar la densidad de rayos a tierra (DRT) en cada estado de la República Mexicana, excepto la península de Baja California. Las isolíneas representan el promedio anual de dicho periodo. Las unidades de la DRT son rayos/km2/año. Véase figura 1.El valor de cada isolínea es de 0,25 y debe tomarse el nivel superior de la isolínea que corresponda a la ubicación de la instalación a proteger.El valor de DRT que debe tomarse para la península de Baja California es de 2 rayos/km2 /año.

NOTA - El mapa de isolíneas por estado fue elaborado con base en los resultados de un proyecto conjunto entre el Instituto de Investigaciones Eléctricas y la Comisión Federal de Electricidad, en el periodo comprendido entre 1983 y 1993.

Fin del primer día de curso.Gracias por su atención.

• Sus preguntas?• Sus sugerencias?• Sus aclaraciones?• Quejas?• Felicitaciones?

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Seguridad Eléctrica

Día 2• Ingeniería Eléctrica

– Conceptos generales

– Cómo entender un Diagrama Unifilar

– Los Sistemas de tierras físicas

– Esbozo de dispositivos de seguridad

– Equipo general (cuartos de tableros y subestaciones) y materiales (cable, canalizaciones, etc.)

– Estudios eléctricos (básico)

• Corto Circuito • Arco Eléctrico • Factor de potencia• Coordinación de Protecciones • Sistemas de tierras físicas • Pararrayos

DIAGRAMAS UNIFILARES

• Tanto la norma 029 de la Secretaría del Trabajo y Prevención Social, la NOM-001-SEDE-2012, el Procedimiento para la Evaluación de la Conformidad (PEC) y el sentido común exigen los Diagrama Unifilares, que no son sino una "radiografía" de su Instalación Eléctrica (siempre y cuando se mantengan actualizados, claro), por ejemplo:

Diagramas unifilares, ¿son necesarios?

ATERRIZAMIENTOo

SISTEMAS DE PUESTA TIERRA

Puesta a tierra: Puesta a tierra es el camino que recorre la corriente desde el equipo aterrizado hasta el sistema de Tierra Física.

Tierra física: El “conector” que une al planeta tierra con la puesta a tierra.

NOTA: Es importante mencionar el cable de la puesta a tierra debe de tener un calibre suficientemente grueso para que la corriente no tenga problema en circular a través de el.

Puesta a tierra vs. Tierra físicaTierra Física

Es un elemento o conjunto de elementos conductivos que se instalan bajo el suelo brindando una conexión eficiente entre el elemento conductivo y el planeta tierra.

¿Qué es un electrodo de tierra física?Tierra Física

Electrodos Naturales

Electrodos Prefabricados

¿Qué es un electrodo de tierra física?Tierra Física

Se requiere una resistencia baja para asegurar el correcto funcionamiento del sistema de puesta a tierra.

Único Electrodo máx 25Ω (NOM 250-50, 921-18b)

Transformadores (hasta 34.5kV) 25Ω (hasta a 250kVA)Transformadores (mayor 34.5kV) 5Ω (mayor a 250kVA)

Descargas Atmosféricas 10Ω (NMX-J-549-ANCE 4.3.4) Descargas Eléctricas Estáticas <10Ω (NOM-022-STPS 5.7, 9.2f)

Data Center < 5Ω (EIA/TIA 942)

Resistencia tiene que ver con la tierra física y se mide en ohms

Resistencia vs. ResistividadTierra Física

El terreno presenta una resistividad debido a sus caracteristicas físicas.

Resistividad tiene que ver con el terreno y se mide en ohms/mt.

Resistencia vs. ResistividadTierra Física

1. Tipo de TerrenoArenoso, Pantanoso, Calizo…

2. EstratigrafíaDiferentes capas no homogéneas. La primera capa es muy afectada por el clima.

3. GranulometríaTamaño y porosidad de los granos del terreno.A mayor tamaño de granos, mayor resistividad debido a espacios de aire.

4. SalinidadConcentración de sales solubles

5. HigrometríaContenido de Agua.A mayor humedad mayor disolución de sales. (Electrolito).Depende de: Nivel Freático, Temperatura, Época del año

6. TemperaturaResequedad por evaporación.Reducción del flujo electrolítico por congelación.

7. CompacidadReducir espacios de aire

1. Proporcionar Seguridad a las Personas.

2. Proteger Infraestructura.a. Equipos. (Eléctricos/Electrónicos)b. Instalaciones. (Garantizando la operación de protecciones)

3. Estabilizar el Voltaje. (Establecer el potencial de referencia)

4. Disipar la corriente del rayo.

5. Limitar las sobretensiones transitorias. (Picos de Voltaje)

6. Drenar cargas estáticas.

Tierra FísicaObjetivos

Podemos clasificar un sistema de tierra física en 4 aplicaciones para su fácil proyección:

Tierra de potencia• Para tableros de distribución, alumbrado, transformadores o

simplemente la alimentación de la energía. Tierra de masas

• Para proteger al humano y al producto en los contenedores que puedan energizarse pero no esta destinado a ello.

Cero lógico• Para aplicaciones de cómputo y telecomunicaciones (Centros de

datos). Tierra para protección atmosférica

• Para la protección de descargas atmosféricas (pararrayos).

Tierra FísicaAplicaciones de tierra física

Tierra FísicaTierra de Potencia

• Potencial de paso y de contacto– Es importante saber sobre

lo que la tensión de paso y de contacto puede hacer a una persona, uno de los principales errores en las instalaciones es el no cuidar la diferencia de potencial que puede existir en la misma:

Nota:• Es importante la unión de las tierras y las mallas en las subestaciones.

Tierra FísicaTierra de Masas

• Masas sin conductoresEstas son las masas que no están cerca ni en contacto con ningún conductor de corriente, dichas masas no corren el riesgo de ser energizadas, se aterrizan para drenar energía estática, que puede tener voltaje muy alto pero la corriente es mínima, para estas tierras se utilizan TG-45K y el TG-70K dependiendo de la cantidad de masa

Tierra FísicaTierra de Masas

• Masas con conductoresSon las masas que están en contacto o en cercanía de conductores de energía y en algún momento de falla pueden estar energizadas, para estas masa tenemos que calcular la cantidad de corriente que puede llegar a fluir a través de la masa para de ahí seleccionar que electrodo es el indicado.

Tierra FísicaTierra de 0 lógico

• Sites reguladosEstos son los sites que cuentan con una derivación del circuito eléctrico la cual esta regulada, respaldada y/o filtrada, aquí se considera la potencia del UPS o del acondicionador de línea o del regulador para determinar que tierra lleva

• Sites sin circuito reguladoSon sites donde no se cuenta con ningún tipo de regulación, ni respaldo, ni filtrado, por lo general son sites muy pequeños o IDF muy pequeños.

Tierra FísicaTierra de protección atmosférica

• Es la protección que se realiza en contra de los rayos atmosféricos, en esta protección se considera el diámetro de cobertura y el grado de incidencia de la ubicación del predio

• Es importante que la punta de pararrayos tiene que ser la parte más alta de la instalación, y que si estamos en una zona de alta incidencia es mejor que el pararrayos sea un KDA 03 o KDA05

Tierra FísicaTipos de electrodos

• VarillaEs el sistema más tradicional que existe, es una barra de acero recubierta con 0.025mm de cobre mide 1m, 1.5mts o 3mts X 5/8”, 9/16” o similar.•Pros

Económica cuando se compra por piezaLo mas conocido

•ContrasEl diseño del sistema de tierra física con varilla es laborioso, casi nadie lo hace e instalan bajo creencias personales y no a diseño.Al instalarce se puede dañar la delgada capa de cobre y queda inservible.Tiempo de vida útil aprox. 1 año y medio.

Tierra FísicaTipos de electrodos

• RehileteSon placas de cobre dobladas y fijas a una varilla más corta.•Pros

Mayor área de contacto con el suelo.Tamaño bueno para instalación fácil.Menor número de electrodos para un sistema de tierra física que con el de varilla.

•ContrasEstá unido a una varilla y conlleva los contras de la varilla.La fijacion de las placas a la varilla en la mayoría de los casos no es duradera.Tiempo de vida útil aprox. 1 año y medio.

Tierra FísicaTipos de electrodos

• QuímicosSon tubos de cobre de aproximadamente 2 a 3 pulgadas de diametro con quimico en la parte de adentro que se va drenando al terreno.•Pros

Una durabilidad del electrodo mucho mayor que los tradicionales.

•ContrasConlleva la utilización de quimicos que suelen corroer lo que este cerca al electrdo (tuberia de agua, ductos, etc) al igual que al electrodo.Su instalación se complica por la utilización del quimico.Se le tiene que dar mantenimiento de rellenado del quimico cada año.

Tierra FísicaTipos de electrodos

• MagnetoactívosSon tubos de cobre electrolítico soldado a 2 triángulos de cobre con un sistema de filtración.•Pros

Durabilidad grantisada de 10 años.Combina lo mejor de las 2 tecnologías pasadas.Se logran resistencias menores a 2 ohms con un solo electrodo.Permite drenar mucha energía por lo que se requiere menos electrodos.Tiene un filtro para corrientes provenientes de tierra.

NormatividadNormas – Estándares – Recomendaciones

NOM es Obligatoria, NMX es Voluntaria

Nacionales: NOM-001-SEDE-2012, Instalaciones Eléctricas (Utilización).NOM-022-STPS-2011, Electricidad Estática en los Centros de Trabajo.NMX-J-549-ANCE-2008, Sistema de Protección vs. Tormentas Eléctricas Especificaciones, Materiales y Métodos de Medición.

Internacionales:NFPA 780, Standard for the Installation of Lightning Protection Systems.EIA/TIA 607, Grounding and Bonding Requirements for Telecommunications.EIA/TIA 942, Telecomunication Infrastructure Standard for Data Centers.IEEE 142, Grounding of Industrial and Comercial Power Systems.IEEE 1100, Powering and Grounding Electronic Equipment.

NOM 250 Parte E art. 250 - 42• Las partes metálicas expuestas y no conductoras de

corriente eléctrica del equipo fijo que no estén destinadas a transportar corriente y que tengan probabilidad de energizarse, deben ser puestos a tierra

Puesta a tierra de equipochasis

fase

neutrotierra

(a) Alambrado correcto. (b) La protección de sobrecorriente opera en caso de que el hilo vivo toque accidentalmente el chasis .

fase

neutrotierra

i

ichasis

fase

neutrotierra

chasis energizado jarp

(c) La ausencia de la puesta a tierra de equipo es un peligro de electrocución

La protección que ofrece la puesta a tierra de equipos

Conductor puesto a tierra o neutro

Conductor no puesto a tierra o vivo

Portalámparasmetálico

h

n

Conductor de puesta a tierra de equipos

Conductor puesto a tierra o neutro

Portalámparasmetálico

h

n

Conductor no puesto a tierra o vivo

Portalámparas metálico sin conductor de puesta a tierra.

Portalámparas metálico bien alambrado

Contacto directo con el vivo de un tomacorrientes

conductor de puesta a tierra

conductor puesto a tierra

conductor vivoCFE

Tierra remota

Resistencia del electrodo Resistencia de contacto y delsuelo

Contacto directo en un tostador

La falta de protección no se presenta sólo con el contacto directo y con la terminal no puesta a tierra del tomacorrientes, puede ocurrir de diversas maneras, e.g., al introducir un cubierto metálico en el tostador de pan.

Interruptor con protección de falla a tierra

G F C I

G r o u n d F a u l t C i r c u i t I n t e r r u p t e r

S e n s o r d ec o r r i e n t e r e s i d u a l

g

n

h

C i r c u i t o d e d i s p a r o

R E S E T T E S T

i 1

i 2

residual corriente 21 ii

Operación de un interruptor con protección de falla a tierra

g

n

h

C i r c u i t o d e d i s p a r o

D e b i d o a l a c o r r i e n t e r e s i d u a l e l c i r c u i t o e l e c t r ó n i c o d e d i s p a r o a b r i r á l o s d o s p o l o s d e l i n t e r r u p t o r

i 1

i 1

121 i residual corriente ii

LA SECCIÓN 210-8 SITIOS EN LOS QUE ES OBLIGATORIO EMPLEAR UN GFCI

• indica que en las instalaciones residenciales se deben instalar receptáculos con interruptor con protección de falla a tierra en los siguientes sitios:– Los baños.– Las cocheras.– Exteriores.– Los muebles de cocina y los que estén instalados para alimentar

utensilios eléctricos en las barras de la cocina.– Cuando estén a 1.8 m o menos del borde del fregadero.

• GFCI en receptáculos de 15 A y de 20 A en cuartos de baño y en azoteas – aunque no se trate de viviendas.

GFCI en instalaciones temporales de sitios en construcción

• La sección 305-6 indica que en las instalaciones temporales de sitios en construcción los receptáculos de 120 y 127 V deben contar con interruptores con protección de falla a tierra.

A) Unidad térmica con GFCI B) Tomacorrientes con GFCILa protección de falla a tierra para las personas en las residencias y en los sitios de

construcción también se puede obtener en los interruptores termomagnéticos y en las unidades térmicas que protegen un alimentador o un circuito derivado como lo indica la sección 215-9.

RECEPTÁCULO GFCI PARA PROTEGER OTROS RECEPTÁCULOS

Sensor decorriente residual

g

n

h

Circuito de disparo

RESET TEST

Terminales de línea Terminales de carga

LOS RECEPTÁCULOS con GFCI pueden alimentar otros receptáculos, mediante las terminales de carga. Es muy importante NO intercambiar las terminales.

EXTENSIONES CON PROTECCIÓN DE FALLA A TIERRA

• EN LOS ESTADOS UNIDOS es obligatorio que en las construcciones se empleen extensiones que incorporan un interruptor con protección de falla a tierra como el mostrado en la Figura.

• En las construcciones las extensiones se maltratan de manera considerable y la pérdida del conductor puesto a tierra dejaría al personal sin la protección.

Protección de falla a tierra de equipos

ReléBobina de disparo

ReléBobina de disparo

ReléBobina de disparo

a) El transformador enlaza a todos los conductores b) El transformador enlaza al puente de unión principal

Desde 1971, el NEC obliga a que en equipos de desconexión principal en más de 150 V al neutro y menos de 600 V entre fases se instale protección de falla a tierra de equipos (Ground-Fault Protection of Equipment, GFPE), si la capacidad nominal del dispositivo de protección contra sobrecorriente es de 1 000 A o más, NOM 230-95.

250-66Tabla 250-66.- Conductor del electrodo de puesta a tierra para sistemas de corriente alterna

Tamaño del mayor conductor de entrada a la acometida o área equivalente para conductores en paraleloa

Tamaño del conductor al electrodo de puesta a tierra

Cobre Aluminio Cobre Aluminiob

mm2 AWG o kcmil mm2 AWG o kcmil mm2 AWG o kcmil

mm2 AWG o kcmil

33.6 o menor 2 o menor 53.50 o menor 1/0 o menor 8.37 8 13.3 6

42.4 o 53.5 1 o 1/0 67.40 o 85.00 2/0 o 3/0 13.3 6 21.2 4

67.4 o 85.0 2/0 o 3/0 107 o 127 4/0 o 250 21.2 4 33.6 2

Más de 85.0 a 177 Más de 3/0 a 350 Más de 127 a 253 Más de 250 a 500 33.6 2 53.5 1/0

Más de 177 a 304.0

Más de 350 a 600 Más de 253 a 456 Más de 500 a 900 53.5 1/0 85.0 3/0

Más de 304 a 557.38

Más de 600 a 1100

Más de 456 a 887 Más de 900 a 1750

67.4 2/0 107 4/0

Más de 557.38 Más de 1100 Más de 887 Más de 1750 85.0 3/0 127 250

Cuando no hay conductores de acometida, el tamaño del conductor del electrodo de puesta a tierra se deberá determinar por el tamaño equivalente del conductor más grande de acometida requerido para la carga a alimentar. a Esta tabla también aplica para los conductores derivados de sistemas derivados separados de corriente alterna. b Ver 250-64(a) para restricciones de la instalación.

250-122Tabla 250-122.- Tamaño mínimo de los conductores de puesta a tierra para canalizaciones y

equipos

Capacidad o ajuste del dispositivo automático de

protección contra sobrecorriente en el circuito

antes de los equipos, canalizaciones, etc., sin

exceder de: (amperes)

Tamaño

Cobre Cable de aluminio o aluminio con cobre

mm2 AWG o kcmil mm2 AWG o

kcmil

15 2.08 14 — — 20 3.31 12 — — 60 5.26 10 — —

100 8.37 8 — — 200 13.30 6 21.20 4 300 21.20 4 33.60 2 400 33.60 2 42.40 1 500 33.60 2 53.50 1/0 600 42.40 1 67.40 2/0 800 53.50 1/0 85.00 3/0

1000 67.40 2/0 107 4/0 1200 85.00 3/0 127 250 1600 107 4/0 177 350 2000 127 250 203 400 2500 177 350 304 600 3000 203 400 304 600 4000 253 500 380 750 5000 355 700 608 1200 6000 405 800 608 1200

Para cumplir con lo establecido en 250-4(a)(5) o (b)(4), el conductor de puesta a tierra de equipos podría ser de mayor tamaño que lo especificado en esta Tabla. *Véase 250-120 para restricciones de instalación.

¿Dónde ocurren las electrocuciones?

102 Carreteras

120 Granjas

120 Descargas atmosféricas

384 Empresas

474 HogarMuertes promedio anuales ocasionadas por electrocución en un período de 25 años (1960-1985) EEUU

Adaptado de Square D,Electrical Safety Seminar

Efecto de los choques eléctricos (cantidad de corriente)

20

15

10

4

.050

.030

.015

.010

.005

.001

4 A o másParálisis del corazón, quemaduras graves en piel y órganos

.050 A a 4 A

.1 - .2 Fibrilación ventricular

.05 - .1 Posible fibrilación ventricular

30 mA - Dificultad para respirar, asfixia, fibrilación en niños pequeños

15 mA - Los músculos del 50% de la población se paralizan

>10 mA - Umbral de parálisis en los brazos5 mA - GFCI Nivel de disparo1 mA - Nivel de percepción

DISPOSITIVOS DE SEGURIDAD

Iniciemos por explicar que los dispositivos de protección en una instalación eléctrica son los interruptores termomagnéticos, interruptores de falla a tierra y los fusibles o una combinación de ellos, los cuales tienen como propósitos fundamentales:

Proteger los conductores y el equipo instalado contra efectos excesivos de temperatura.

Proteger de una sobrecorriente (cualquier corriente eléctrica en exceso, la cual puede ser causada por una sobrecarga, un cortocircuito o una falla a tierra).

Interrumpir la energía eléctrica en caso de falla en el sistema eléctrico y una selección no adecuada del dispositivo, lo que pone en riesgo la seguridad de las personas y sus bienes.

Diferencia entre Interruptores Automáticos y Fusibles

• Las sobrecargas eléctricas pueden dañar equipos eléctricos y dejarlos inservibles, en casos más serios pueden llegar a provocar un incendio. Tanto los fusibles como los interruptores automáticos sirven para proteger un circuito eléctrico sobrecargado al interrumpir el flujo de electricidad. La diferencia entre ambos está en la forma en que cortan la corriente.

• Un fusible está hecho de una pieza de metal que se rompe cuándo se calienta por encima de una temperatura.

• Los interruptores automáticos disponen de mecanismos conmutadores en su interior que son activados por un aumento de la tensión eléctrica y algunos también actúan por sobre temperatura.

• Los fusibles tienden a responder más rápido que los interruptores pero tras su repuesta hay que sustituirlos por unos nuevos.

CCM, Tableros, Subestaciones(Centro de Control de Motores)

Una subestación eléctrica es una instalación destinada a modificar y establecer los niveles de tensión de una infraestructura eléctrica, para facilitar el transporte y distribución de la energía eléctrica. Su equipo principal es el transformador. Normalmente está dividida en secciones, por lo general 3 principales, y las demás son derivadas.

Las secciones principales son las siguientes:Sección de medición.Sección para las cuchillas de paso.Sección para el interruptor.Las secciones derivadas normalmente llevan interruptores, depende de que tipo, hacia los transformadores.

¿Qué es un CCM?• El uso de los Centro de Control de Motores o MCC responde a la gran

tendencia en las instalaciones eléctricas a localizar los controles de motores en áreas remotas y concentrarlos en un solo gabinete.

• Un centro de control de motores es un tablero en el que se alojan, en compartimientos individuales, los equipos necesarios para el óptimo arranque y protección de motores eléctricos.

• El tener todos los equipos en una misma área facilita las tareas de mantenimiento, así como la fácil integración de los sistemas arrancadores que están dentro del mismo CCM en un sistema de automatización y de gerenciamiento de los motores de la planta y de los diversos procesos.

• También se ha dado en llamar CCM a los cuartos donde se ubican dichos controles (de motores).

Tableros Eléctricos• El diseño de tableros eléctrico tiene muchas peculiaridades, hay mucha

variedad de aplicaciones, sin embargo es importante mencionar que cuando están instalados especialmente en la industria lo menos que queremos saber es de problemas o que no se encuentra el soporte adecuado. Pasan muchas cosas como cuando un cable accidentalmente se desprendió de la bornera (terminal block) y no sabemos donde iba conectado, entonces mientras mejor identifiquemos el tablero y los diagramas nos resultará más fácil la solución de problemas.

• Primeramente es importante en el diseño hacer un diagrama de disposición de equipo, se puede hacer antes o después de forma identificada, eso ayudará al técnico encargado del montaje y al usuario facilitará el encontrar los equipos involucrados.

Canalizaciones

Conductores

Arco Eléctrico o Arc Flash

Ocurre un arco eléctrico cuando fluye una cantidad importante de corriente eléctrica a través de lo que previamente era aire

El aire no es conductor, el flujo de la corriente se lleva a cabo en el vapor del material de la terminal del arco y el aire ionizado. Esta mezcla de materiales, a través de las cuales fluye el arco, se conoce como plasma.

Temperatura del arco eléctrico

50 000 °C

20 000 °C

50 000 °C

Pueden causar quemaduras

letales a distancias de hasta 3 m.

La ropa al quemarse puede causar quemaduras

secundarias letales.

La potencia del arco puede llegar a ser la mitad de la potencia disponiblede corto circuito.

Explosión

Los arcos sobre calientan el aire instantáneamente.

Esto ocasiona una rápida expansión del aire, dando lugar a frentes de onda con presiones de 100 a 200 libras por pulgada cuadrada.

Tales presiones son suficientes para hacer explotar interruptores y transformadores, ocasionando que salga metal a altas velocidades .

En muchas ocasiones el arco no va acompañado de una explosión; pero cuando la explosión ocurre puede ser fatal.

Protección

GuantesUn par de guantes clase 0 y Un par de guantes del voltaje mayor en la planta

Mangas aislantes, consistentes con las clases de guantesTapetes aislantes, consistentes con los voltajes en los que trabajaráProbadores de voltaje

Uno de baja tensiónUno de media tensión

Candados, dispositivos y etiquetas de bloqueoCascos, ANSI Z89.1 clase BGafas de seguridad ANSI Z87.1Señalamientos de PELIGRO - ALTO VOLTAJE y cinta de bloqueoEquipo de puesta a tierraRopa Retardante Flama - mínimo de 6 oz / yd2

Traje arco eléctricoDiagrama unifilar

ESTUDIO DE CORTO CIRCUITO(TEORÍA)

Condición normal de operación

Capacidad interruptiva inadecuada

Capacidad interruptiva adecuada

Capacidad nominal y capacidad interruptiva

Capacidad nominal y capacidad interruptiva

Comparación entre fusibles e interruptores

Ventajas de fusibles sobre interruptoresMayor capacidad interruptivaMenor tiempo de eliminación de la fallaAcción limitadora de corrienteMenor CostoMenos afectados por la humedad, polvo y ambiente corrosivo

Ventajas de interruptores sobre fusiblesCapacidad de reestablecimientoOperación remota (por medios eléctricos)Características ajustables

Protección de transformadores

Cálculo aproximado de la corriente de corto circuito

Cálculo aproximado de la corriente de corto circuito (2)

Cálculo aproximado de la corriente de corto circuito (3)

Ejemplo de cálculo de la corriente de corto circuito(1)

Ejemplo de cálculo de la corriente de corto circuito(2)

ESTUDIO DE COORDINACIÓN DE PROTECCIONES (TEORÍA)

Beneficios de la Coordinación de Protecciones

• Con estos estudios podemos obtener lo siguiente:

• Prevenir los daños a equipos y circuitos eléctricos.• Prevenir daños al público y al personal que opera

y da mantenimiento a las instalaciones.• Mantener un alto grado de la confiabilidad del

suministro eléctrico.• Se minimizan los efectos de las fallas cuando se

presentan.

FACTOR DE POTENCIA

PotenciaDefinición

Es la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado.

La potencia eléctrica se compone de 3 aspectos:

•Potencia activa: se mide en watts, y es la potencia que realmente esta absorviendo un equipo.•Factor de potencia: eficiencia con la cual esta siendo entregada la potencia.•Potencia aparente: la potencia que teóricamente puede entregar un equipo

•cuando el factor de potencia es 1, entonces la potencia aparente y la activa son iguales.

PotenciaPotencia activa vs. Potencia aparente

PotenciaPotencia reactiva

•Es la potencia que se pierde en forma de calor, o magnetismo.

•Esta potencia no tiene el fin de ser consumida.

•No produce watts.

•No hace trabajo útil.

•Gracias a esta potencia existe el factor de potencia.

•Su unidad son los KVAR (reactivos)

Factor de potenciaDefinición

Es el resultado de la división de la potencia activa entre la potencia aparente.

P=Potencia activa (W) Q= Potencia reactiva (VAR) S= Potencia aparente (VA)

El factor de potencia es la eficiencia o deficiencia en el consumo de energía eléctrica .

El FP se ve disminuido por elementos eléctricos de carácter inductivo.

• Gran número de motores.• Presencia de equipos de refrigeración y

aire acondicionado.• Un mal estado físico de la red eléctrica y

de los equipos de la industria.• Variadores de velocidad para motores.• Altas cargas inductivas.

Factor de potencia bajoCausas

Factor de potencia bajoConsecuencias

Al suscriptor:

•Aumentos en sus facturas por consumo de electricidad.

•Aumento de la intensidad de corriente.

•Pérdidas en los conductores y fuertes caídas de tensión.

•Incrementos de potencia de las plantas, transformadores

•Reducción de su vida útil y reducción de la capacidad de conducción de los conductores.

•La temperatura de los conductores aumenta y esto disminuye la vida de su aislamiento.

Factor de potencia bajoConsecuencias

Empresa distribuidora de energía eléctrica:

•Mayor inversión en los equipos de generación, ya que su capacidad en KVA debe ser mayor, para poder entregar esa energía reactiva adicional.

•Mayores capacidades en líneas de transmisión y distribución así como en transformadores para el transporte y transformación de esta energía reactiva.

•Elevadas caídas de tensión y baja regulación de voltaje, lo cual puede afectar la estabilidad de la red eléctrica.

Factor de potencia bajo¿Cómo saberlo?

Factor de potencia bajoSolución

Mejorar el factor de potencia resulta sencillo tomando en cuanta las siguientes soluciones:

• Motores síncronos (Alto costo).

• Bancos de capacitores (Bajo costo).

Fin del segundo día de curso.Gracias por su atención.

• Sus preguntas?• Sus sugerencias?• Sus aclaraciones?• Quejas?• Felicitaciones?

Y ahora?...Revisemos cuanto hemos

aprendido con un pequeño examen.

Gracias por su atención.