SERVICIO NACIONAL DE APRENDIZAJE SENA GUÍA DE APRENDIZAJE

SISTEMA INTEGRADO DE GESTIÓNProceso Gestión de la Formación Profesional Integral

Procedimiento Ejecución de la Formación Profesional Integral

Versión: 01

Fecha: 01/04/2013

Código: F004-P006-GFPI

Programa de Formación:TECNOLOGO EN ELECTRICIDAD INDUSTRIAL

Código: 821222Versión: 1

Nombre del Proyecto:Código:

Fase del proyecto:

Actividad (es) del Proyecto:

Actividad (es) de Aprendizaje: Identificar y definir las características del régimen neutro tipo TN y su impacto en las protecciones Calcular el voltaje de contacto para las personas de acuerdo a las protecciones escogidas.

Resultados de Aprendizaje:1. Preparar acciones de mantenimiento en la instalación eléctrica de acuerdo a la normatividad establecida.

Competencia:Mejorar un bien o proceso mediante la alteración de un parámetro eléctrico para perfeccionar sus características iniciales.

Duración de la guía ( en horas): 16

El esquema de conexión a tierra, ECT (también conocido como régimen de Neutro) especifica la forma en la que se relacionan el secundario del transformador Media Tensión-Baja Tensión y las masas metálicas con el potencial 0 (Tierra) en una instalación eléctrica.

Todos los esquemas, en combinación con otros dispositivos de protección, garantizan la seguridad de las personas frente a los contactos indirectos debidas a fallos de aislamiento. Su principal diferencia radica en la continuidad del suministro eléctrico.

3. ESTRUCTURACION DIDACTICA DE LAS ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

GUÍA DE APRENDIZAJE Nº 09

1. IDENTIFICACIÓN DE LA GUIA DE APRENDIZAJE

2. INTRODUCCIÓN

Guía de Aprendizaje

3.1 Actividades de Reflexión inicial.

« Implementar los dispositivos de protección del sistema de distribución para asegurar la protección de las personas »

¿Puede establecer los riesgos eléctricos en caso de defecto en caso de tierra neutro común o en modo separado?¿Cómo se ajustan e implementan de los dispositivos de protección?

3.2 Actividades de contextualización e identificación de conocimientos necesarios para el aprendizaje.)

Necesitamos ahora verificar si las protecciones van realmente a proteger las personas en caso de un contacto eléctrico. Para desarrollar esta guía usted debe tener todos los circuitos calculados: calibres, regulación, cortocircuitos, protecciones, regulaciones.

Salga y busque el transformador que alimenta el SENA. Con acompañamiento del instructor identifique los cables de alta tensión y la salida de baja tensión, identifique la tierra del transformador, la tierra de la subestación y la malla a tierra del SENA. Haga un diagrama multifilar de lo hallado.

3.3 Actividades de apropiación del conocimiento (Conceptualización y Teorización).

Continuando con la instalación que venimos trabajando partamemos de los siguientes datos que ya se han calculado:

Tramo Rph[mΩ] Rpe[mΩ] Sph[mm2] Spe[mm2] In[A] Isd[kA] Ii[kA] L[m] Curva

TA

T1

T2

T3

T4

T5

El objetivo es verificar que las protecciones elegidas si protegen además de los bienes, protegen a las personas.

PROTECCIÓN CONTRA LOS CONTACTOS INDIRECTOS

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Guía de Aprendizaje

Las partes conductoras activas utilizadas en el proceso de fabricación de un equipo eléctrico se separan de las partes activas del equipo mediante el “aislamiento básico”. El defecto de aislamiento básico afecta a las partes activas.

Contacto Indirecto: El hecho de tocar una parte normalmente desactivada de un equipo eléctrico que ha pasado a estar activa debido al defecto de su aislamiento se conoce como contacto indirecto.

Se adoptan varias medidas para la protección de este riesgo, a saber:

Desconexión automática de la fuente de alimentación del equipo eléctrico conectado. Disposiciones especiales, como por ejemplo: Utilización de materiales de aislamiento de clase II o nivel equivalente de aislamiento. Ubicación no conductora, fuera del alcance por alejamiento o interposición de barreras. Conexión equipotencial. Separación eléctrica por medio de transformadores de aislamiento.

Analicemos la primera medida:

Para considerar la protección contra contactos indirectos por medio de desconexión automática de la alimentación, se puede realizar de varias formas:

Por medio de interruptores automáticos termo magnéticos. Por medio de fusibles Por medio de dispositivos de protección diferencial residual.

Esta medida de protección debe cumplir los siguientes requisitos:

Las partes activas de todos los equipos eléctricos de la instalación estar conectados al conductor de protección (tierra para el caso TN) y existir la conexión equipotencial.

Desconexión automática de la alimentación de la sección de la instalación afectada, de tal forma que los requisitos de tensión de contacto/seguridad temporal se cumplan para cualquier nivel de tensión de contacto Uc.

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Guía de Aprendizaje

Debido a que el esquema de conexión del neutro usado es el TN. Veamos la medidas adoptada para este esquema:

DESCONEXIÓN AUTOMÁTICA EN EL ESQUEMA TN.

En el esquema TN-C el neutro del transformador está conectado a tierra y las masas metálicas de los receptores están conectadas al neutro.

En el esquema TNS la parte activas de los equipos se encuentran conectadas a la tierra; todas las carcasas de la instalación se encuentran conectadas al cable de tierra (PE) que en todo momento es independiente del neutro (N).

En todos los esquemas TN, cualquier defecto de aislamiento a tierra tendrá como resultado un cortocircuito de fase a neutro. Los elevados niveles de la corriente de defecto permiten utilizar protección contra las sobreintensidades.

Para garantizar una protección adecuada para las personas usando interruptor automáticos, contra los contactos indirectos se hace necesario ajustar la unidad de disparo magnético considerando el valor de corriente de defecto y tensión de contacto.

Si consideramos el método convencional para calcular la corriente de defecto a tierra se parte de la suposición de que la tensión en el origen del circuito a proteger permanece en el 80% como mínimo de la tensión nominal simple Uo. Por tanto la ecuación es:

Id=0,8∗Uo

ZcDonde : U o : Es la tensión simple (línea-neutro).Zs : Es la impedancia de bucle de defecto.

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Guía de Aprendizaje

La impedancia de bucle de defecto se calcula como la impedancia equivalente en la trayectoria del defecto de aislamiento. Se puede asumir que la impedancia de los conductores de fase y tierra son predominantes sobre los demás valores de impedancia. Por tanto:

Zs=ZPH+ZPESi los conductores (S < 120mm2) están cerca, la reactancia inductiva interna es relativamente pequeña en comparación con la resistencia de los cables. Por tanto:

Zs=RPH+RPE=ρLSPH

+ ρLSPE

= ρLSPH (1+ SPHSPE )= ρL

SPH(1+m )

Donde

ρ : resistividad a la temperatura normal de funcionamiento ( ρ=22,5Ωmm2

kmparacobre)

L: Longitud en kilómetros.S: Area del conductor en mm2.

Ejemplo: Calcular la corriente de defecto si se tiene la siguiente información del tramos de red,

Tramo SPH SPE L Vll1 5,26 mm2 5,26 mm2 20 440 V

Cálculos:

Zs=RPH+RPE=ρLSPH

+ ρLSPE

=22,5∗205,26

(1+1 )=171,1Ωm

Id=0,8∗U o

Zc=0,8∗(440/√3)

171,1=1,19 kA

CALCULO DE LA TENSIÓN DE CONTACTO

La tensión de contacto Uc es la que existe (como resultado de un defecto de aislamiento ) entre la parte conductora expuesta y cualquier elemento conductor dentro del alcance que tenga un potencial diferente (generalmente la tierra).

Cuanto mayor sea el valor de la Uc, mayor debe ser la rapidez de la desconexión de la alimentación necesaria para ofrecer la protección. El mayor valor de Uc que una persona puede soportar sin problema es de 50 V AC.

Si el cuerpo humano puede considerarse como un circuito, la corriente porel cuerpo humano depende de factores fisiológicos.

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Guía de Aprendizaje

Dependiendo de la corriente por el cuerpo y su la duración, pueden ocasionar consecuencias. En la siguientes figura podemos ver los limites y tiempo permisibles con sus respectivas consecuencias.

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Guía de Aprendizaje

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Guía de Aprendizaje

EJEMPLO: a) Calcular la diferencia de potencial UC presente sobre la carcasa metálica del receptor defectuoso.b) Calcular la intensidad de la corriente IZ que podría atravesar el usuario si presenta una impedancia Z de 1500. ¿Cuáles serían los efectos fisiológicos correspondientes (curvas documento respuesta 1)?

Calculos:a) Revisando los diagramas:

U c=I d Z pe=0,8V SNZb

Z pe

Como: Zpe=22,5×205,26

=85,5mΩ

U c=1,19×85,5=101,8V

b)

I z=U c

Z=101,81500

=67,9mA

Obseravando la gráfica, los efectos van desde los límites de la sensación hasta el riesgo de fibrilación ventricular, todo depende del tiempo de exposición.

3.3.1 Implementación de los dispositivos de protección

A partir de las curvas de seguridad (documento respuesta 2)…

Determinar gráficamente el tiempo de disparo mínimo (td) del dispositivo de protección para la tensión de contacto calculada en la primera parte (UC).

A partir de la curva de disparo del dispositivo de protección iC60N C32A (documento respuesta 2)…

Determinar gráficamente la intensidad mínima de la corriente de defecto Id para asegurar correctamente la protección de las personas por disyuntor. ¿Es compatible con los cálculos realizados anteriormente?

Calcular la longitud máxima del cable de línea (Lmax) para asegurar la protección de las personas. Concluir.

L<0,8V sd Sphρ (1+m) I sd

L< 0,8×254,3×5,2622,5 (1+1 )320

=74,3m

3.4 Actividades de transferencia del conocimiento.

Con base al estudio realizado…

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Guía de Aprendizaje

La norma recomienda firmemente la utilización de dispositivos a corriente residual de alta sensibilidad (≤30 mA) en los casos en los que sea insuficiente la protección termomagnética.

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Indicar, conforme a la recomendación de la norma, los circuitos terminales de la instalación que requieren un dispositivo de protección diferencial de alta sensibilidad. ¿Es posible, conforme a lo indicado en el documento técnico DT3, montar el dispositivo necesario para el calibre correspondiente?

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3.4. Actividades de evaluación. DOCUMENTO RESPUESTA 1

3.2

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DOCUMENTO RESPUESTA 2 CURVAS DE DISPARO

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DOCUMENTO RESPUESTA 3

Circuito terminal Receptores

Longitud máxima

protegida (m)

Prot

ecci

ón a

segu

rada Situación

del neutro Ajuste

Disp

ositi

vo a

corr

ient

e re

sidua

l ≤ 3

0 m

A

TipoLongitud circuito

(m)

Aisl

ado

Cort

ado

prot

egid

o

4P 3

D

3D +

N/2

4P 4

D

T.G.B.T A X

Si SiNSX 630F-4P

Micrologic 5-3E

25 No No

T1 Motores3~

Si SiNSX

Micrologic 2-3

20 No No

T2 Puente grúa3~

Si Si iC60N

20 No No

T3 Tomas3~

Si Si iC60N

10 No No

T4 Calefacción1~

Si Si iC60N

5 No No

T5 Iluminación3~

Si Si iC60N

5 No No

T6Alimentación automatismo

1~

Si Si iC60N

5 No No

3.3

Guía de Aprendizaje

Evidencias de Aprendizaje Criterios de Evaluación Técnicas e Instrumentos de Evaluación

Evidencias de Conocimiento :Verifica la protección de las personas para el régimen TNEvidencias de Desempeño:No AplicaEvidencias de Producto:No Aplica

Diligencia la documentación técnica de mantenimiento del sistema de distribución eléctrica (planos, equipos y parámetros de reglaje) cumpliendo con el pliego de cargas y las normas vigentesAjusta los parámetros característicos del sistema de distribución interno conforme al cuadro de cargas

Documentos respuesta - Lista de chequeo

Equipo de cómputo con: PDF, OFFICE, INTERNET, SCHNEIDER ECODIAL, Calculadora por alumno, apuntes Calculadora por alumno, cuaderno de apuntes Impresión: Documento respuesta 1 Ambiente de aprendizaje sala de socializaciónDocumento digital: Guía para instalaciones eléctricas 2008 IEC. DT1. DT2. DT3. DT4.

KT Factor de corrección para temperatura superior a 30°C

NTC 2050RETIEGuía de Diseño de instalaciones eléctricas según normas internacionales IEC, 2008, Schneider Electricwww.centelsa.com

VERSION 1. Elaborado por: Sergio Andrés García Peña, 04 de agosto de 2013Revisado por:

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4. RECURSOS PARA EL APRENDIZAJE

5. GLOSARIO DE TERMINOS

6. BIBLIOGRAFÍA/ WEBGRAFÍA

7. CONTROL DEL DOCUMENTO (ELABORADA POR)