Manual de trabajoTP 1111
Con CD-ROM
Festo Didactic
567311 es
Sistemas de red y medidas de seguridad
RCD
M3
RCD
N
L3
L2
L1
N
PE
L3
L2
L1
M3
PEN
L3
L2
L1
M3
Referencia: 567311
Actualización: 10/2012
Autor: Jürgen Stumpp
Redacción: Frank Ebel
Diseño gráfico: Remo Jedelhauser, Thomas Ocker, Jürgen Stumpp
Maquetación: 10/2012, Frank Ebel
© Festo Didactic GmbH & Co. KG, 73770 Denkendorf, Alemania, 2013
Internet: www.festo-didactic.com
E-Mail: [email protected]
El comprador adquiere un derecho de utilización limitado sencillo, no excluyente, sin limitación en el
tiempo, aunque limitado geográficamente a la utilización en su lugar / su sede.
El comprador tiene el derecho de utilizar el contenido de la obra con fines de capacitación de los empleados
de su empresa, así como el derecho de copiar partes del contenido con el propósito de crear material
didáctico propio a utilizar durante los cursos de capacitación de sus empleados localmente en su propia
empresa, aunque siempre indicando la fuente. En el caso de escuelas / universidades y centros de
formación profesional, el derecho de utilización aquí definido también se aplica a los escolares,
participantes en cursos y estudiantes de la institución receptora.
En todos los casos se excluye el derecho de publicación, así como la inclusión y utilización en Intranet e
Internet o en plataformas LMS y bases de datos (por ejemplo, Moodle), que permitirían el acceso a una
cantidad no definida de usuarios que no pertenecen al lugar del comprador.
Los derechos de entrega a terceros, multicopiado, procesamiento, traducción, microfilmación, traslado,
inclusión en otros documentos y procesamiento por medios electrónicos requieren de la autorización previa
y explícita de Festo Didactic GmbH & Co. KG.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311 III
Índice
Utilización debida y convenida _____________________________________________________________ IV
Prólogo ______________________________________________________________________________ V
Introducción ____________________________________________________________________________ VII
Indicaciones de seguridad y utilización _____________________________________________________ VIII
Equipo didáctico "Sistemas de red y medidas de seguridad" (TP 1111) ____________________________ IX
Objetivos didácticos ________________________________________________________________________X
Componentes del equipo didáctico ___________________________________________________________ XI
Informaciones para el instructor ____________________________________________________________ XII
Estructura de los ejercicios ________________________________________________________________ XIII
Contenido del CD-ROM ___________________________________________________________________ XIII
Tareas y soluciones
Cuadro general, sistemas de red ______________________________________________________________ 3
Ejercicio 1: Mediciones en sistemas de red ____________________________________________________ 5
Cuadro general, protección contra descarga eléctrica ___________________________________________ 29
Ejercicio 2: Protección contra descargas eléctricas – Protección durante el funcionamiento normal _____ 31
Ejercicio 3: Protección contra descargas eléctricas – Protección en caso de un fallo _________________ 43
Ejercicio 4: Protección contra descargas eléctricas – Protección durante el funcionamiento
normal y en caso de un fallo _____________________________________________________ 65
Ejercicio 5: Proyecto: entrega de una instalación doméstica a un cliente __________________________ 71
Ejercicios y hojas de trabajo
Cuadro general, sistemas de red ______________________________________________________________ 3
Ejercicio 1: Mediciones en sistemas de red ____________________________________________________ 5
Cuadro general, protección contra descarga eléctrica ___________________________________________ 29
Ejercicio 2: Protección contra descargas eléctricas – Protección durante el funcionamiento normal _____ 31
Ejercicio 3: Protección contra descargas eléctricas – Protección en caso de un fallo _________________ 43
Ejercicio 4: Protección contra descargas eléctricas – Protección durante el funcionamiento
normal y en caso de un fallo _____________________________________________________ 65
Ejercicio 5: Proyecto: entrega de una instalación doméstica a un cliente __________________________ 71
IV © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
Uso previsto
El equipo didáctico "Sistemas de red y medidas de seguridad" deberá utilizarse únicamente cumpliendo las
siguientes condiciones:
Utilización apropiada y convenida en cursos de formación y perfeccionamiento profesional
Utilización en perfecto estado técnico
Los componentes del conjunto didáctico cuentan con la tecnología más avanzada actualmente disponible y
cumplen las normas de seguridad. A pesar de ello, si se utilizan indebidamente, es posible que surjan
peligros que pueden afectar al usuario o a terceros o, también, provocar daños en el sistema.
El sistema para la enseñanza de Festo Didactic ha sido concebido exclusivamente para la formación y el
perfeccionamiento profesional en materia de sistemas y técnicas de automatización industrial. La empresa
u organismo encargados de impartir las clases y/o los instructores deben velar por que los
estudiantes/aprendices respeten las indicaciones de seguridad que se describen en el presente manual.
Festo Didactic excluye cualquier responsabilidad por lesiones sufridas por el instructor, por la empresa u
organismo que ofrece los cursos y/o por terceros, si la utilización del presente conjunto de aparatos se
realiza con propósitos que no son de instrucción, a menos que Festo Didactic haya ocasionado dichos daños
premeditadamente o con extrema negligencia.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311 V
Prólogo
El sistema de enseñanza en materia de sistemas y técnica de automatización industrial de Festo se rige por
diversos planes de estudios y exigencias que plantean las profesiones correspondientes. En consecuencia,
los equipos didácticos están clasificados según los siguientes criterios:
Conjuntos didácticos de orientación tecnológica
Mecatrónica y automatización de procesos de fabricación
Automatización de procesos continuos y técnica de regulación
Robotino® – Estudiar e investigar con robots móviles
Equipos didácticos híbridos
Los equipos didácticos técnicos abordan los siguientes temas: neumática, electroneumática, hidráulica,
electrohidráulica, hidráulica proporcional, controles lógicos programables, sensores, electrotecnia y
actuadores eléctricos.
Los equipos didácticos tienen una estructura modular, por lo que es posible dedicarse a aplicaciones que
rebasan lo previsto por cada uno de los equipos didácticos individuales. Por ejemplo, es posible trabajar
con controles lógicos programables para actuadores neumáticos, hidráulicos y eléctricos.
VI © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
Todos los conjuntos didácticos incluyen lo siguiente:
Hardware
Medios
Seminarios
Hardware
El hardware incluye componentes y equipos industriales que han sido adaptados para fines didácticos. La
selección de componentes de los equipos didácticos y su ejecución se realiza específicamente según los
proyectos previstos para cada nivel.
Medios
Los medios relacionados con cada tema se clasifican en teachware (material didáctico) y software. El
«teachware» orientado hacia la práctica, incluye lo siguiente:
Libros técnicos y libros de enseñanza (publicaciones estándar para la adquisición de conocimientos de
carácter fundamental).
Manuales de trabajo (con ejercicios prácticos, informaciones complementarias y soluciones modelo)
Diccionarios, manuales, publicaciones técnicas (profundizan los temas técnicos)
Transparencias para proyección y vídeos (para crear un entorno de estudio ilustrativo y activo)
Pósters (para la representación esquematizada de temas técnicos)
El software incluye programas para las siguientes aplicaciones:
Programas didácticos digitales (temas de estudio preparados didácticamente, aprovechando diversos
medios digitalizados)
Software de simulación
Software de visualización
Software para la captación de datos de medición
Software para diseño de proyectos y construcción
Software de programación para controles lógicos programables
Los medios de estudio y enseñanza se ofrecen en varios idiomas. Fueron concebidos para la utilización en
clase, aunque también son apropiados para el estudio autodidacta.
Seminarios
Los contenidos que se abordan mediante los equipos didácticos se completan mediante una amplia oferta
de seminarios para la formación y el perfeccionamiento profesional.
¿Tiene alguna sugerencia o desea expresar una crítica en relación con el presente manual?
Envíe un e-mail a: [email protected]
Los autores y Festo Didactic están interesados en conocer su opinión.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311 VII
Introducción
El presente manual de trabajo forma parte del sistema para la enseñanza en materia de sistemas y técnica
de automatización industrial de Festo Didactic GmbH & Co. KG. El sistema constituye una sólida base para la
formación y el perfeccionamiento profesional de carácter práctico. Equipo didáctico "Sistemas de red y
medidas de seguridad" (TP 1111)
Alimentación de red
– Sistemas de redes (TN-, TT-, sistema IT)
– Medidas de seguridad en diferentes redes
Conexión doméstica
– Componentes de la conexión doméstica
– Denominaciones adicionales en el sistema TN (TN-C, TN-S, TN-C-S)
– Selección de la medida de protección y elementos de protección
– Medidas de protección, aparatos de medición
– Planificación y realización de los primeros controles según IEC 60364-6
repetición de pruebas según EN 50110
– Redacción de las actas de comprobación
Distribución secundaria
– Aplicación de medidas de seguridad y aparatos de medición
– Planificación y ejecución de primeros controles y repetición de controles
– Evaluación de los resultados de medición y redacción de actas de control
– Reconocimiento de peligros causados por fallos. Descripción y medición
– Localización sistemática de fallos
El manual Sistemas de red y medidas de seguridad trata de manera selectiva el tema de la seguridad de
instalaciones eléctricas conforme a IEC. A partir de situaciones realistas, se estudian las características
especiales y las medidas que deben adoptarse para evitar situaciones peligrosas. Por medio de proyectos
se aprenden las diferentes redes (TN-C, TN-CS, TT e IT), la protección contra contacto directo e indirecto, la
protección contra descargas eléctricas (también en caso de fallo), la protección con interruptor diferencial y
la primera inspección y las inspecciones periódicas de instalaciones y aparatos eléctricos.
Para efectuar el montaje de los circuitos eléctricos y para evaluarlos, es necesario disponer de un equipo de
laboratorio que debe incluir una fuente segura de alimentación de tensión de la red, dos multímetros
digitales y cables de seguridad de laboratorio.
Para solucionar las tareas de los cinco ejercicios se necesitan los componentes incluidos en el conjunto
TP 1111.
VIII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
Indicaciones de seguridad y utilización
Informaciones generales
Los estudiantes únicamente podrán trabajar con los equipos en presencia de un instructor.
Lea detenidamente las hojas de datos correspondientes a cada uno de los componentes y,
especialmente, respete las respectivas indicaciones de seguridad.
Los fallos que podrían mermar la seguridad no deberán ocasionarse durante las clases y deberán
eliminarse de inmediato.
Sistema eléctrico
¡Peligro mortal en caso de ruptura del conductor protector!
– El cable protector (amarillo/verde) no deberá cortarse ni dentro ni fuera del equipo.
– No deberá dañarse o retirarse el aislamiento del cable protector.
En plantas o talleres industriales deberán respetarse las normas de utilización de equipos eléctricos
definidas por las autoridades competentes.
En centros de formación y en talleres de instrucción, el uso de unidades de conexión a la red eléctrica
deberá supervisarse por personal debidamente cualificado.
Precaución
Los condensadores pueden estar cargados, aunque el aparato como tal haya sido separado de todas
las fuentes de tensión.
Al sustituir fusibles, utilice únicamente fusibles apropiados y previstos para la intensidad nominal
correcta.
Nunca conecte de inmediato la unidad de conexión a la red eléctrica si estuvo almacenada en un
espacio de baja temperatura y si se pretende utilizarla en un espacio de temperatura ambiente mayor.
En determinadas circunstancias adversas, el condensado que se forma en estas condiciones podría
destruir la unidad. No conecte la unidad hasta que alcance la temperatura ambiente.
Al resolver las tareas utilice en los circuitos una tensión de funcionamiento máxima de 25 V AC.
Establezca las conexiones únicamente si no está conectada la tensión.
Separe las conexiones eléctricas únicamente tras haber desconectado la tensión.
Utilizar únicamente cables eléctricos provistos de conectores de seguridad.
Al desconectar los cables, tire únicamente de los conectores de seguridad, nunca de los cables.
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311 IX
Equipo didáctico "Sistemas de red y medidas de seguridad" (TP 1111)
El equipo didáctico tecnológico TP 1111 incluye una gran cantidad de material didáctico. Esta parte del
conjunto didáctico TP 1111 aborda el tema de los fundamentos de las medidas de protección eléctricas.
Componentes principales del TP 1111
Unidad de alimentación de red EduTrainer®
Toma de edificios EduTrainer®
Subdistribuidor EduTrainer®
Medios
El material didáctico del equipo didáctico TP 1111 incluye un manual de trabajo. El manual de trabajo
incluye hojas de ejercicios para cada uno de los diez ejercicios. Además incluye las soluciones y un CD-ROM.
Junto con el manual se entrega un juego de hojas de ejercicios y de hojas de trabajo correspondientes a
cada ejercicio.
El equipo didáctico se entrega con hojas de datos correspondientes a los componentes del hardware.
Medios
Manual de trabajo Sistemas de red y medidas de seguridad
Programas de estudio
digitalizados
Curso a través de la red (WBT): Medidas de seguridad eléctricas
Cuadro general de los medios correspondientes al equipo didáctico TP 1111
El equipo didáctico TP 1111 incluye el software correspondiente al programa de estudio digital "Medidas de
protección eléctricas". Este programa didáctico permite iniciarse en el tema de las medidas de seguridad. El
alumno aprenderá además todo lo relativo a las disposiciones legales que existen sobre este tema.
El material didáctico se ofrece en varios idiomas. Los materiales didácticos disponibles constan en los
catálogos y en Internet.
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Objetivos didácticos
Ejercicio 1: Mediciones en sistemas de red
Conocimiento de redes TN-C.
Utilización práctica de una red TN-C.
Conocimiento de redes TN-C-S.
Utilización práctica de una red TN-C-S.
Conocimiento de redes TT.
Utilización práctica de una red TT.
Conocimiento de redes IT.
Utilización práctica de una red IT.
Conocimiento de las medidas de protección obligatorias en cada uno de los sistemas.
Ejercicio 2: Protección contra descargas eléctricas – Protección durante el funcionamiento normal
Conocimiento de la protección mediante aislamiento de piezas activas.
Conocimiento de la protección mediante cubierta o envoltura.
Conocimiento de la protección mediante barreras.
Conocimiento de la protección mediante distancia de seguridad.
Conocimiento de protección adicional mediante interruptor de seguridad RCD.
Conocimiento de los diversos tipos de interruptores de seguridad RCD.
Ejercicio 3: Protección contra descargas eléctricas – Protección en caso de un fallo
Conocimiento de tipos de fallos.
Conocimiento del significado de impedancias del circuito de defecto y del recorrido de una corriente de
defecto.
Conocimiento del significado de tensión de defecto y de tensión de contacto máxima admisible.
Conocimiento del significado de impedancia del circuito.
Protección mediante desconexión automática de la alimentación de corriente en la red TN.
Protección mediante desconexión automática de la alimentación de corriente en la red TT.
Protección mediante desconexión automática de la alimentación de corriente en la red IT.
Protección mediante conductor de unión equipotencial.
Protección mediante espacios no conductivos.
Protección mediante conductor de unión equipotencial local, sin conexión a tierra.
Protección mediante separación de seguridad.
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Ejercicio 4: Protección contra descargas eléctricas – Protección durante el funcionamiento normal y en
caso de un fallo
Conocimiento del significado de SELV.
Configuración de un circuito de corriente eléctrica SELV.
Aplicación práctica de circuitos SELV.
Conocimiento del significado de PELV.
Configuración de un circuito de corriente eléctrica PELV.
Aplicación práctica de circuitos PELV.
Ejercicio 5: Proyecto: entrega de una instalación doméstica a un cliente
Procedimiento al controlar las medidas de protección según IEC 60364-6.
Procedimiento al efectuar un control visual de las instalaciones.
Procedimiento al controlar el funcionamiento de las instalaciones.
Conocimiento de los esquemas de distribución y de la utilización de aparatos de medición.
Procedimiento al realizar las mediciones necesarias.
Redacción de las actas de control y del informe de entrega de una instalación eléctrica.
Localización y eliminación de fallos en circuitos de tomas de corriente CEE.
Localización y eliminación de fallos en circuitos de tomas de corriente
con puesta a tierra (CEE 7/4, tipo F).
Localización y eliminación de fallos en circuitos de lámparas.
Equipo didáctico
El equipo didáctico de sistemas de red (TP 1111) incluye los componentes necesarios para alcanzar los
objetivos didácticos definidos. Para efectuar el montaje de los circuitos y evaluarlos se necesitan
adicionalmente dos multímetros digitales y cables de seguridad de laboratorio.
Equipo didáctico "Sistemas de red y medidas de seguridad", referencia 571824
Componente N° de
referencia
Cantidad
Unidad de alimentación de red EduTrainer® 571825 1
Toma de edificios EduTrainer® 571826 1
Subdistribuidor EduTrainer® 571827 1
XII © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
Informaciones para el instructor
Objetivos didácticos
La meta didáctica general del presente manual consiste en que los estudiantes sean capaces de analizar y
evaluar los resultados de las mediciones realizadas en sistemas de red. Según los resultados obtenidos
mediante las mediciones deberán determinarse las medidas de seguridad necesarias. La interacción directa
entre la teoría y la práctica asegura un rápido y sostenible progreso de los estudios. Los objetivos didácticos
concretos e individuales están relacionados con cada ejercicio específico.
Duración aproximada
El tiempo necesario para desarrollar los ejercicios depende de los conocimientos previos de los alumnos.
Para cada ejercicio se necesitarán aproximadamente entre una hora y una hora y media.
Componentes del equipo didáctico
Los ejercicios y los componentes se corresponden. Para resolver los 5 ejercicios, únicamente se necesitan
los componentes del equipo didáctico TP 1111.
Las normas
En el presente manual de trabajo se aplican las siguientes normas:
EN 60617-2 hasta EN 60617-8 Símbolos gráficos para esquemas de distribución
EN 81346-2 Sistemas industriales, equipos, máquinas y productos industriales;
principios de estructuración e identificaciones de referencia
IEC 60364-1 Configuración de equipos de baja tensión: principios básicos,
(DIN VDE 0100-100) Definiciones, características generales, términos técnicos
IEC 60346-4-41 Configuración de equipos de baja tensión: medidas de protección –
(DIN VDE 0100-410) Protección contra descargas eléctricas
Identificaciones utilizadas en el manual de trabajo
Los textos con las soluciones y las informaciones complementarias en las representaciones gráficas
aparecen en color rojo.
Excepción: las indicaciones y las evaluaciones relacionadas con la corriente siempre aparecen de color rojo.
Las indicaciones y evaluaciones relacionadas con la tensión siempre aparecen de color azul.
Identificaciones utilizadas en la colección de ejercicios
Las partes que deben completarse en los textos aparecen marcadas con líneas o con celdas sombreadas en
las tablas.
Las gráficas que deben completarse están identificadas mediante un fondo matricial.
Soluciones
Las soluciones que se ofrecen en el presente manual de trabajo se obtuvieron llevando a cabo mediciones
de prueba. Por lo tanto, los resultados obtenidos por el instructor pueden ser diferentes.
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Estructura de los ejercicios
La estructura metódica es la misma para todos los 5 ejercicios. Los ejercicios están estructurados de la
siguiente manera:
Título
Objetivos didácticos
Descripción de la tarea a resolver
Circuito o esquema de instalación
Tarea
Medios auxiliares
Hojas de ejercicios
El manual de trabajo contiene las soluciones de las tareas incluidas en la colección de ejercicios.
Contenido del CD-ROM:
El manual de trabajo está incluido en el CD-ROM adjunto en forma de archivo de formato pdf. El CD-ROM se
incluye en calidad de material didáctico complementario.
Estructura del contenido del CD-ROM:
Imágenes
Información sobre productos
Imágenes
Mediante fotografías y representaciones gráficas se muestran aplicaciones industriales reales. Estas
imágenes pueden aprovecharse para entender mejor la tarea a resolver en cada ejercicio. Además, pueden
utilizarse para ampliar y completar la presentación de proyectos.
Información sobre productos
Se ofrecen informaciones del correspondiente fabricante sobre cada uno de los componentes
seleccionados. Esta forma de explicar estos componentes tiene la finalidad de demostrar cómo se presentan
los componentes en un catálogo industrial. Además, estas páginas incluyen informaciones complementarias
sobre los componentes.
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Índice
Tareas y soluciones
Cuadro general, sistemas de red ______________________________________________________________ 3
Ejercicio 1: Mediciones en sistemas de red ____________________________________________________ 5
Cuadro general, protección contra descarga eléctrica ___________________________________________ 29
Ejercicio 2: Protección contra descargas eléctricas – Protección durante el funcionamiento normal _____ 31
Ejercicio 3: Protección contra descargas eléctricas – Protección en caso de un fallo _________________ 43
Ejercicio 4: Protección contra descargas eléctricas – Protección durante el funcionamiento normal y
en caso de un fallo ____________________________________________________________ 65
Ejercicio 5: Proyecto: entrega de una instalación doméstica a un cliente __________________________ 71
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Esquema: sistemas de red
Sistemas de red
Red TT Red ITRed TN
T N C S
1 32
Sistemas de red. 1: conexión a tierra en la planta energética. 2: Conexión a tierra en el consumidor. 3: Líneas N y PE en el consumidor.
RB
PEN
RA
PEN PE
L3
L2
L1
RA
PEN PE
N
L3
L2
L1
Primera letra
Conexión a tierra del sistema de
alimentación de corriente
Segunda letra
Conexión a tierra del cuerpo de aparatos
eléctricos
Otras letras adicionales
Configuración de las conductores neutros y
conductores de protección
T
Conexión directa de un punto a tierra.
T
Conexión directa del cuerpo a tierra,
independientemente de la conexión a
tierra de un punto del sistema de
alimentación de corriente.
S
Función de protección mediante un
conductor neutro o conductor separado de
la línea externa conectada a tierra.
I
Todas las partes activas separadas de
tierra o un punto conectado a tierra a
través de una alta impedancia.
N
Conexión eléctrica directa de los cuerpos
con el punto conectado a tierra del sistema
de alimentación de corriente.
C
Conductor neutro y conductor protector,
combinados con único conductor (PEN).
Significado de las letras
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Ejercicio 1
Mediciones en sistemas de red
Objetivos didácticos
Una vez realizado este ejercicio, el estudiante habrá alcanzado las siguientes metas didácticas:
Conocimiento de redes TN-C.
Utilización práctica de una red TN-C.
Conocimiento de redes TN-C-S.
Utilización práctica de una red TN-C-S.
Conocimiento de redes TT.
Utilización práctica de una red TT.
Conocimiento de redes IT.
Utilización práctica de una red IT.
Conocimiento de las medidas de protección obligatorias en cada uno de los sistemas.
Descripción de la tarea a resolver
Análisis de diversas redes utilizando los aparatos de medición apropiados.
Los esquemas de estas diversas redes se obtienen mediante el accionamiento de conmutadores o
cambiando las conexiones en un tablero de alimentación de la red.
Placa de alimentación de la red
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
6 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
1. Red TN-C
Tareas a resolver
1. Configure un esquema de red TN-C en el tablero de conexión de red.
2. Complete el esquema de la hoja de trabajo de tal manera que se obtenga una red TN-C.
3. Mida todas las tensiones en la red TN-C utilizando un aparato de medición apropiado.
4. Incluya los valores medidos en la tabla.
5. Evalúe los resultados de la medición.
6. ¿Cuándo se utiliza una red TN-C?
Material didáctico y medios de trabajo
Libros de texto técnicos, tablas con datos técnicos
Instrucciones de utilización
Hojas de datos
Internet
Cuadro general de equipos
Cantidad Componente
1 Unidad de alimentación de red
1 Punto de toma de un edificio:
1 Aparato de medición apropiado (por ejemplo, medidor múltiple)
2 Cables de laboratorio de seguridad
a) Complete el esquema tal manera que se obtenga una red TN-C.
Denomine cada una de las líneas.
PEN
L3
L2
L1
M3
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
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b) Configuración del circuito de medición
GNDPE
L1
L1
L2
L2
L3
L3
N
PE/PEN
N
VCC
PE
L1
L2
L3
N
L1
L2
L3
N
PE/PEN
GND
Probe
GND
L1 L2 L3 N PE
L1 L2 L3 N PE
kWh
20m
1,5Ω 47Ω 470Ω 1kΩ 2,7kΩ
N
PE
L
PE
VCCVCC
4
5
mS
UL= 50
VACmAMΩ
N PE L
battery test
L-NL-PEN-PE
VDCVACkDΩHz
TEST
RCD
RLORE
ZLRISO ΔTIΔ
select
clear
recall
store
ZRZLZS
PSC
UN
IK
UF
REPEFC
IKRE
ZERO
Var
AUTOx1/2x1x5
mA300
180°
500
VOLTS2500
1000
1000
0~ S
memory recall +!
ZERO
MEMORY
TEST
F1
F2
F3
F4
V
1,5Ω
Ejecución de la medición. Medición de tensión y frecuencia
1. Coloque el selector giratorio en la posición V.
2. Para realizar esta medición, utilice las conexiones L (roja) y PE (verde).
Utilice cables de seguridad de laboratorio.
• La indicación primaria (superior) indica la tensión alterna.
• La indicación secundaria (inferior) muestra la frecuencia de la red eléctrica.
• Pulse F1 para cambiar la indicación de tensión a L-PE.
• Cambie las conexiones de los cables de seguridad de laboratorio para realizar
las mediciones exigidas en este caso.
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
8 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
c) Mida las tensiones en la red TN-C.
¡Atención!
Al efectuar las mediciones se trabaja con la tensión de la red.
Conecte todos los cables antes de conectar la alimentación de la red.
Conductor Valores normalizados Valores de medición
L1 – L2 400 V 398 V
L1 – L3 400 V 398 V
L2 – L3 400 V 396 V
L1 – PEN 230 V 230,8 V
L2 – PEN 230 V 230,8 V
L3 – PEN 230 V 231,2 V
Tensiones en la red TN-C
d) Evalúe los resultados de la medición.
Los valores medidos corresponden a los valores normalizados Las ligeras desviaciones se explican por
la variación de las cargas en la red.
e) ¿Qué debe tenerse en cuenta en la práctica al utilizar una red TN-C?
En una red TN-C se utiliza un cable PEN que es conductor de protección (PE) y, a la vez, conductor
neutro (N).
Si la carga varía en los cables externos, fluye una corriente de compensación a través del conductor
neutro. Por lo tanto suele haber una tensión entre los cuerpos conductores de los aparatos
(conectados al PEN) y la conexión a tierra. Esta tensión es el resultado de la resistencia del conductor
y de la corriente, aplicando la ley de Ohm.
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311 9
Si en una instalación se interrumpe el cable PEN, se aplica la tensión completa a tierra (es decir, hasta
230 V) en el cuerpo conductor, detrás del punto de interrupción.
Únicamente se admite la utilización de redes TN-C si la sección del conductor de neutro es de mínimo
10 mm2 (cobre) o 16 mm2 (aluminio). Esta limitación es necesaria para minimizar la probabilidad de
una interrupción del cable PEN.
2. Red TN-C-S
Tareas a resolver
1. Configure un esquema de red TN-C-S en el tablero de conexión de red.
2. Complete el esquema de la hoja de trabajo de tal manera que se obtenga una red TN-C-S.
3. Mida todas las tensiones en la red TN-C-S utilizando un aparato de medición apropiado.
4. Incluya los valores medidos en la tabla.
5. Evalúe los resultados de la medición.
6. ¿Cuándo se utiliza una red TN-C-S?
Material didáctico y medios de trabajo
Libros de texto técnicos, tablas con datos técnicos
Instrucciones de utilización
Hojas de datos
Internet
Cuadro general de equipos
Cantidad Componente
1 Unidad de alimentación de red
1 Punto de toma de un edificio:
1 Aparato de medición apropiado (por ejemplo, medidor múltiple)
2 Cables de laboratorio de seguridad
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
10 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
a) Complete el esquema tal manera que se obtenga una red TN-C-S.
Denomine cada una de las líneas.
N
PE
L3
L2
L1
M3
b) Incluya en el siguiente esquema el circuito de defecto en caso de un cortocircuito conductor-masa.
N
PEPEN
L3
L2
L1
RARB
IK
IK
IK
IK
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311 11
c) Configuración del circuito de medición
GNDPE
L1
L1
L2
L2
L3
L3
N
PE/PEN
N
VCC
PE
L1
L2
L3
N
L1
L2
L3
N
PE/PEN
GND
Probe
GND
L1 L2 L3 N PE
L1 L2 L3 N PE
kWh
20m
1,5Ω 47Ω 470Ω 1kΩ 2,7kΩ
N
PE
L
PE
VCCVCC
4
5
UL= 50
V
N PE L
battery test
L-N
Hz
TEST
ZERO
MEMORY
TEST
F1
F2
F3
F4
V
1,5Ω
Ejecución de la medición. Medición de tensión y frecuencia
1. Coloque el selector giratorio en la posición V.
2. Para realizar esta medición, utilice todas las conexiones (roja, azul y verde).
Utilice cables de seguridad de laboratorio.
• La indicación primaria (superior) indica la tensión alterna.
• La indicación secundaria (inferior) muestra la frecuencia de la red eléctrica.
• Pulse F1 para cambiar la indicación de tensión a L-PE, L-N y N-PE.
• Cambie las conexiones de los cables de seguridad de laboratorio para realizar
las mediciones exigidas en este caso.
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
12 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
d) Mida las tensiones en la red TN-C-S.
¡Atención!
Al efectuar las mediciones se trabaja con la tensión de la red.
Conecte todos los cables antes de conectar la alimentación de la red.
Conductor Valores normalizados Valores de medición
L1 – L2 400 V 398 V
L2 – L3 400 V 396 V
L1 – N 230 V 230,8 V
L2 – N 230 V 230,8 V
L3 – N 230 V 231,2 V
L1 – PE 230 V 230,4 V
L2 – PE 230 V 229,8 V
L3 – PE 230 V 231,6 V
Tensiones en la red TN-C-S
e) Evalúe los resultados de la medición.
Los valores medidos corresponden a los valores normalizados, aunque observándose ligeras
desviaciones.
La tensión entre los conductores externos y el conductor neutro N tiene el mismo valor que la tensión
entre los conductores exteriores y el conductor de protección PE.
Este resultado es lógico, porque los dos conductores están unidos delante de la separación en
conductor neutro y conductor de protección.
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
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f) ¿Qué debe tenerse en cuenta en la práctica al utilizar una red TN-C-S?
Partiendo del transformador, una red TN-C-S primero es igual a una red TN-C. A partir de un
determinado punto (a más tardar a partir del punto en el que se utilizará un cable de sección menor a
10 mm2) el cable PEN se divide en conductor neutro y conductor de protección. Estos conductores se
tienden por separado y no deberán volver a unirse.
La red TN-C-S es la más difundida en edificios en Alemania. La separación entre el conductor de
protección y el conductor neutro se produce en el distribuidor principal del edificio.
El cable PEN se separa allí en un conductor PE (función de protección, color verde-amarillo) y en un
conductor neutro N (circuito de servicio, color azul claro).
El conductor de protección únicamente deberá utilizarse con fines de protección. Establece una
conexión entre todos los componentes, cuerpos conductores, etc. y el punto centro de estrella (punto
neutro) del transformador.
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
14 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
3. Red TT
Tareas a resolver
1. Configure un esquema de red TT en el tablero de conexión de red.
2. Complete el esquema de la hoja de trabajo de tal manera que se obtenga una red TT.
3. Mida todas las tensiones en la red TT utilizando un aparato de medición apropiado.
4. Incluya los valores medidos en la tabla.
5. Evalúe los resultados de la medición.
6. ¿Cuándo se utiliza una red TT?
7. ¿Por qué es obligatorio el uso de un disyuntor (RCD, protección frente a corriente de defecto)
en una red TT?
8. Analice la relación entre la tensión de contacto, resistencia de conexión a tierra y corriente de defecto.
Material didáctico y medios de trabajo
Libros de texto técnicos, tablas con datos técnicos
Instrucciones de utilización
Hojas de datos
Internet
Cuadro general de equipos
Cantidad Componente
1 Unidad de alimentación de red
1 Punto de toma de un edificio:
1 Aparato de medición apropiado (por ejemplo, medidor múltiple)
2 Cables de laboratorio de seguridad
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
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Información
¡En una red TT es obligatorio el uso de un disyuntor (RCD, protección frente a corriente de defecto)!
N
N
PE
L3
L3
L2
L2
L1
L1
M
RCD RCDRCD
RARARB RA
Conexión de las unidades consumidoras a través de interruptores RCD en una red TT
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
16 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
a) Complete el esquema tal manera que se obtenga una red TT.
Denomine cada una de las líneas.
RCD RCD
M3
N
L3
L2
L1
b) Configuración del circuito de medición
GNDPE
L1
L1
L2
L2
L3
L3
N
PE/PEN
N
VCC
PE
L1
L2
L3
N
L1
L2
L3
N
PE/PEN
GND
Probe
GND
L1 L2 L3 N PE
L1 L2 L3 N PE
kWh
20m
1,5Ω 47Ω 470Ω 1kΩ 2,7kΩ
N
PE
L
PE
VCCVCC
4
5
mS
UL= 50
VACmAMΩ
N PE L
battery test
L-NL-PEN-PE
VDCVACkDΩHz
TEST
RCD
RLORE
ZLRISO ΔTIΔ
select
clear
recall
store
ZRZLZS
PSC
UN
IK
UF
REPEFC
IKRE
ZERO
Var
AUTOx1/2x1x5
mA300
180°
500
VOLTS2500
1000
1000
0~ S
memory recall +!
ZERO
MEMORY
TEST
F1
F2
F3
F4
V
1,5Ω
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311 17
Ejecución de la medición. Medición de tensión y frecuencia
1. Coloque el selector giratorio en la posición V.
2. Para realizar esta medición, utilice las conexiones L (roja) y N (azul).
Utilice cables de seguridad de laboratorio.
• La indicación primaria (superior) indica la tensión alterna.
• La indicación secundaria (inferior) muestra la frecuencia de la red eléctrica.
• Pulse F1 para cambiar la indicación de tensión a L-PE, L-N y N-PE.
• Cambie las conexiones de los cables de seguridad de laboratorio para realizar
las mediciones exigidas en este caso.
c) Mida las tensiones en la red TT.
¡Atención!
Al efectuar las mediciones se trabaja con la tensión de la red.
Conecte todos los cables antes de conectar la alimentación de la red.
Conductor Valores normalizados Valores de medición
L1 – L2 400 V 399 V
L2 – L3 400 V 398 V
L3 – L1 400 V 401 V
L1 – N 230 V 230,5 V
L2 – N 230 V 229 V
L3 – N 230 V 230,8 V
Tensiones en la red TT
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
18 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
d) Evalúe los resultados de la medición.
Los valores medidos corresponden a los valores normalizados, aunque observándose ligeras
desviaciones.
e) ¿Qué debe tenerse en cuenta en la práctica al utilizar una red TT?
La utilización de redes TT con disyuntores RCD (protección frente a corriente de defecto) es
obligatoria, entre otros, en el sector agrario y horticultor, así como en obras de construcción.
El uso de redes TT también es obligatorio en distribuidores móviles (por ejemplo, en equipos móviles
utilizados en obras de construcción pasajeras, en kioscos de ferias, etc.).
f) ¿Por qué es obligatorio el uso de un disyuntor (RCD, protección frente a corriente de defecto)
en una red TT?
La resistencia de la conexión a tierra debe ser tan pequeña que en caso de surgir un fallo no se supere
la tensión de contacto máxima admitida y, además, que se active el interruptor diferencial.
Si se utilizan fusibles o disyuntores y si la corriente nominal es superior a 6 A, se obtienen valores de
resistencia de la conexión a tierra tan pequeños que resultan inviables económicamente.
Si la corriente nominal de defecto del RCD es de 30 mA y si la tensión de contacto máxima admisible
es de 50 V, la resistencia de conexión a tierra puede ser de 1665 .
Si se reduce a la mitad la tensión de contacto máxima admisible (es decir, a 25 V), la resistencia de
conexión a tierra también se reduce a la mitad (es decir, a 832 ).
L A A U R I
Por lo tanto, RA es:
LA
A
U
RI
UL= Tensión de contacto máxima admisible
RA= Resistencia de conexión a tierra
IA= Corriente nominal de defecto del RCD
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311 19
g) En la siguiente tabla se muestran los resultados de la medición de la corriente defecto correspondiente
a diversos valores de la resistencia de conexión a tierra.
Recurriendo a los valores, calcule las tensiones de contacto.
Resistencia de conexión a
tierra
Corriente de defecto Tensión de contacto
1 k 0,21 A 210 V
400 0,48 A 192 V
200 0,82 A 164 V
100 1,42 A 142 V
40 2,15 A 86 V
20 2,5 A 50V
h) Evalúe los resultados de la medición.
Cuanto menor es la resistencia de conexión a tierra, tanto mayor es la corriente de defecto. Aplicando
la ley de Ohm, si aumenta la corriente de defecto, también aumenta la tensión de contacto. Si no se
tiene en cuenta la impedancia del circuito de defecto, se obtienen tensiones de contacto superiores a
la máxima admisible.
Considerando las tensiones de contacto, la resistencia de conexión a tierra debería ser inferior a 20 .
Si las resistencias de conexión a tierra deben ser inferiores a 20 , es muy complicado cumplir esta
condición con electrodos individuales.
Si la tensión de contacto máxima admisible es de 25 V, es casi imposible obtener la resistencia de
conexión a tierra mediante electrodos individuales. Para cumplir con la condición de desconexión en
caso de un fallo, se utilizan disyuntores por corriente diferencial (RCD).
Estos RCD se utilizan cuando no es posible alcanzar las resistencias de conexión a tierra exigidas.
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
20 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
4. Red IT
Tareas a resolver
1. Complete el esquema de la hoja de trabajo de tal manera que se obtenga una red IT.
2. Configure un esquema de red IT utilizando el borne de conexión a la red y el borne de red aislada de
tierra .
3. Utilizando el polímetro, mida las tensiones en el circuito IT y apunte los resultados en la tabla.
4. Evalúe los resultados de la medición.
5. La denominación del transformador utilizado en el tablero IT es Dyn 5. Explique esta denominación.
6. ¿Cuándo y dónde se utiliza una red IT?
7. ¿Por qué es obligatorio el uso de un sistema de control de aislamiento en una red IT?
8. Describa el funcionamiento del equipo de control permanente de aislamiento.
9. Ponga en funcionamiento la red IT. Ajuste en el equipo de control del aislamiento un valor de respuesta
de aproximadamente 60 k. Establezca una conexión a tierra a través del potenciómetro (500 k) y
ajuste diversas resistencias (500 k, 200 k, 100 k, 50 k) con el ohmniómetro. Describa cómo
reacciona el equipo de control del aislamiento.
10. Para la desconexión en la red IT se utilizan dos RCD (30 mA, 300 mA).
Amplíe la red IT agregando las dos placas RCD. Utilizando el potenciómetro (500 k), simule en el RCD
de 300 mA una conexión a tierra desde L1 hacia PE (fallo 1). Reponga la señal acústica y simule detrás
del RCD de 30 mA una conexión a tierra desde L2 hacia PE (fallo 2). Describa cómo reacciona el equipo
de control del aislamiento.
11. Considerando la norma IEC, ¿qué debe tenerse en cuenta al controlar una red IT?
Material didáctico y medios de trabajo
Libros de texto técnicos, tablas con datos técnicos
Instrucciones de utilización
Hojas de datos
Internet
Cuadro general de equipos
Cantidad Componente
1 Unidad de alimentación de red
1 Red IT
1 Placa RCD (300 mA, 30 mA)
1 Aparato de medición apropiado (por ejemplo, medidor múltiple)
2 Cables de laboratorio de seguridad
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311 21
¡Atención!
La red IT no tiene conexión entre los conductores activos y las partes conectadas a tierra.
Los cuerpos de los equipos eléctricos están conectados a tierra.
En una red IT es obligatorio el uso de un sistema de control de aislamiento.
a) Complete el esquema de la hoja de trabajo de tal manera que se obtenga una red IT.
Denomine cada una de las líneas.
Z < RCD
N
L1
L2
L3
RA RARA
M3
Z: Impedancia
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
22 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
b) Configure un esquema de red IT utilizando el tablero de conexión a la red y el borne de red aislada de
tierra.
GNDPE
L1
L1
L2
L2
L3
L3
N
PE/PEN
N
VCC
1,5Ω
PE
L1
L2
L3
N
L1
L2
L3
GNDGND
10k�
500k�
1,5�
1,5�
1,5�
1,5�
VCC VCC
L3L2L1N
5 4
+
ONTest
Reset
AL
RAL
mS
UL= 50
VACmAMΩ
N PE L
battery test
L-NL-PEN-PE
VDCVACkDΩHz
TEST
RCD
RLORE
ZLRISO ΔTIΔ
select
clear
recall
store
ZRZLZS
PSC
UN
IK
UF
REPEFC
IKRE
ZERO
Var
AUTOx1/2x1x5
mA300
180°
500
VOLTS2500
1000
1000
0~ S
memory recall +!
ZERO
MEMORY
TEST
F1
F2
F3
F4
V
Ejecución de la medición. Medición de tensión y frecuencia
1. Coloque el selector giratorio en la posición V.
2. Para realizar esta medición, utilice todas las conexiones (roja, azul y verde).
Utilice cables de seguridad de laboratorio.
• La indicación primaria (superior) indica la tensión alterna.
• La indicación secundaria (inferior) muestra la frecuencia de la red eléctrica.
• Pulse F1 para cambiar la indicación de tensión a L-PE, L-N y N-PE.
• Cambie las conexiones de los cables de seguridad de laboratorio para realizar
las mediciones exigidas en este caso.
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311 23
c) Utilizando el polímetro, mida las tensiones en el circuito IT y apunte los resultados en la tabla.
¡Atención!
Al efectuar las mediciones se trabaja con la tensión de la red.
Conecte todos los cables antes de conectar la alimentación de la red.
Conductor Valores normalizados Valores de medición
L1 – L2 400V 410V
L2 – L3 400V 410V
L3 – L1 400V 410V
L1 – N 230V 236V
L2 – N 230V 236V
L3 – N 230V 236V
L1 – PE 0V No mensurable
L2 – PE 0V No mensurable
L3 – PE 0V No mensurable
Tensiones en la red IT
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
24 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
d) Evalúe los resultados de la medición.
Los valores medidos corresponden a los valores normalizados, aunque observándose ligeras
desviaciones. Los valores son algo mayores porque se midieron sin aplicar carga en el transformador.
Entre los conductores externos se aplica una tensión de 400 V. Entre los conductores exteriores y el
conductor neutro se aplica una tensión de 230 V. Las tensiones corresponden a las de una red de
distribución de corriente trifásica.
Considerando que en una red IT todos los conductores activos están aislados de tierra, no hay tensión
mensurable entre los conductores externos y tierra. ¡En una red IT, ningún punto de la red debe estar
conectado directamente a tierra!
e) La denominación del transformador utilizado en el tablero para la red aislada de tierra (IT) es Dyn 5.
Explique esta denominación.
La denominación indica que se trata de un transformador de corriente trifásica. Cada transformador
tiene una bobina de alta tensión y otra de baja tensión.
Letra D: La bobina de alta tensión está conectada en triángulo.
Letra y: La bobina de baja tensión está conectada en estrella.
Letra n: El conductor neutro parte de la bobina de baja tensión.
Número 5: La tensión de la bobina de alta tensión se adelanta en 5 x 30° a la tensión de la bobina de
baja tensión.
f) ¿Cuándo y dónde se utiliza una red IT?
En la práctica únicamente se admiten redes IT en instalaciones aisladas con transformador o
generador propio.
Una red IT es segura a partir del primer fallo, por lo que su fiabilidad es superior. Las redes IT se
utilizan en estaciones de cuidados intensivos, quirófanos, zonas protegidas contra explosiones, en la
minería y en plantas metalúrgicas.
En determinados sectores industriales (por ejemplo, en la industria química) se utilizan redes IT si
cabe temer que un fallo en una red TN provocaría daños económicos considerables.
También se utilizan redes IT en los equipos (generadores) de bomberos y en los del servicio de
salvamento en caso de catástrofes.
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311 25
g) ¿Por qué es obligatorio el uso de un sistema de control de aislamiento en una red IT?
Considerando que en una red IT ningún punto de la red debe estar conectado directamente a tierra, no
debe haber tensión alguna entre los conductores externos y la conexión a tierra.
Cualquier fallo que ocurre en una red IT (conexión a tierra) debe notificarse de inmediato para
proceder a su inmediata eliminación. La notificación está a cargo de la unidad de control permanente
de aislamiento.
La ocurrencia de un segundo fallo provocaría la desconexión inmediata del sistema.
h) Describa el funcionamiento del equipo de control permanente de aislamiento.
Equipo de control permanente de aislamiento
El equipo de control vigila permanentemente la resistencia de aislamiento. El funcionamiento sin
fallos se indica con la lámpara de color verde.
Es posible regular el umbral de respuesta del equipo. Por ejemplo, puede ajustarse en 50 k. Si la
resistencia de aislamiento es menor al valor mínimo de 50 k, se enciende una lámpara de color
amarillo y, además, se emite una señal acústica. La señal acústica puede cancelarse. Pero la señal
óptica únicamente se puede cancelar después de haber eliminado el fallo.
Al surgir un segundo fallo, el equipo se desconecta de inmediato.
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
26 © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
i) Funcionamiento del equipo de control del aislamiento.
Primero se pone en funcionamiento la red IT. En el equipo de control aislamiento se regula un valor de
respuesta de 60 k. A continuación se establece una conexión a tierra con diversas resistencias
(utilizando el potenciómetro). Se observa la reacción de la unidad de control de aislamiento.
• Resistencia de 500 k: Ninguna reacción.
• Resistencia de 200 k: Ninguna reacción.
• Resistencia de 100 k: Ninguna reacción.
• Resistencia de 50 k: La unidad de control de aislamiento emite una señal óptica y otra
acústica, indicando la presencia de un fallo.
Si el valor es inferior al valor de respuesta ajustado en el equipo de control de la resistencia, se emite
una señal acústica y una señal óptica que indican la existencia de un fallo.
j) Reacción de la red IT con fallo 1 y con fallo 2
Para la desconexión en la red se utilizan dos RCD (30 mA, 300 mA).
Ajuste en el equipo de control de aislamiento: 50 k. En el RCD de 300 mA se simula una conexión a
tierra (L1 hacia PE a través del potenciómetro (fallo 1)).
La unidad de control de aislamiento emite una señal óptica y otra acústica, indicando la presencia de
un fallo.
El RCD de 300 mA no se desconecta.
A continuación se cancela la señal acústica y se simula un segundo fallo en el RCD de 30 mA (L2 hacia
PE (fallo 2)).
El RCD de 30 mA desconecta el equipo; el RCD de 300 mA se mantiene activado.
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311 27
k) Considerando la norma IEC, ¿qué debe tenerse en cuenta al controlar por primera vez una red IT?
1. Control visual
Verificar el estado general de las instalaciones, comprobar el conductor de equipotencialidad de toma
de tierra, tipos de potencia y la denominación de hilos, controlar si el tipo de protección es suficiente,
comprobar la documentación técnica.
2. Control visual y ejecución de pruebas
Conexiones de cables, conductor de unión equipotencial principal (barra principal de conexión a
tierra), conductor de equipotencialidad adicional.
3. Medición de la resistencia de aislamiento.
¿Es posible prescindir de la repetición de la medición? Medición sin unidad de control del aislamiento.
4. Medición o cálculo de la corriente de fuga.
Corriente de fuga del conductor, de las unidades consumidoras. Suma de todas las corrientes de fuga.
5. Medición de la resistencia de conexión a tierra.
6. Medición o cálculo de la tensión de contacto con fallo 1.
7. Medición para comprobar el funcionamiento del sistema de protección (desconexión al ocurrir el
segundo fallo).
8. Comprobación del equipo de control permanente del aislamiento y del funcionamiento del
interruptor diferencial RCD.
9. Evaluación de los resultados.
Redacción de la documentación técnica
Importante
Disposiciones contenidas en la norma IEC sobre control de aislamiento:
• IEC 60364-1: Protección contra contacto indirecto, con desconexión y notificación
• IEC 60364-7-710: Seguridad eléctrica en espacios de uso médico
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311 1
Índice
Ejercicios y hojas de trabajo
Cuadro general, sistemas de red ______________________________________________________________ 3
Ejercicio 1: Mediciones en sistemas de red ____________________________________________________ 5
Cuadro general, protección contra descarga eléctrica ___________________________________________ 29
Ejercicio 2: Protección contra descargas eléctricas – Protección durante el funcionamiento normal _____ 31
Ejercicio 3: Protección contra descargas eléctricas – Protección en caso de un fallo _________________ 43
Ejercicio 4: Protección contra descargas eléctricas – Protección durante el funcionamiento normal y
en caso de un fallo ____________________________________________________________ 65
Ejercicio 5: Proyecto: entrega de una instalación doméstica a un cliente __________________________ 71
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311 3
Esquema: sistemas de red
Sistemas de red
Red TT Red ITRed TN
T N C S
1 32
Sistemas de red. 1: conexión a tierra en la planta energética. 2: Conexión a tierra en el consumidor. 3: Líneas N y PE en el consumidor.
RB
PEN
RA
PEN PE
L3
L2
L1
RA
PEN PE
N
L3
L2
L1
Primera letra
Conexión a tierra del sistema de
alimentación de corriente
Segunda letra
Conexión a tierra del cuerpo de aparatos
eléctricos
Otras letras adicionales
Configuración de las conductores neutros y
conductores de protección
T
Conexión directa de un punto a tierra.
T
Conexión directa del cuerpo a tierra,
independientemente de la conexión a
tierra de un punto del sistema de
alimentación de corriente.
S
Función de protección mediante un
conductor neutro o conductor separado de
la línea externa conectada a tierra.
I
Todas las partes activas separadas de
tierra o un punto conectado a tierra a
través de una alta impedancia.
N
Conexión eléctrica directa de los cuerpos
con el punto conectado a tierra del sistema
de alimentación de corriente.
C
Conductor neutro y conductor protector,
combinados con único conductor (PEN).
Significado de las letras
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311 5
Ejercicio 1
Mediciones en sistemas de red
Objetivos didácticos
Una vez realizado este ejercicio, el estudiante habrá alcanzado las siguientes metas didácticas:
Conocimiento de redes TN-C.
Utilización práctica de una red TN-C.
Conocimiento de redes TN-C-S.
Utilización práctica de una red TN-C-S.
Conocimiento de redes TT.
Utilización práctica de una red TT.
Conocimiento de redes IT.
Utilización práctica de una red IT.
Conocimiento de las medidas de protección obligatorias en cada uno de los sistemas.
Descripción de la tarea a resolver
Análisis de diversas redes utilizando los aparatos de medición apropiados.
Los esquemas de estas diversas redes se obtienen mediante el accionamiento de conmutadores o
cambiando las conexiones en un tablero de alimentación de la red.
Placa de alimentación de la red
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
6 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
1. Red TN-C
Tareas a resolver
1. Configure un esquema de red TN-C en el tablero de conexión de red.
2. Complete el esquema de la hoja de trabajo de tal manera que se obtenga una red TN-C.
3. Mida todas las tensiones en la red TN-C utilizando un aparato de medición apropiado.
4. Incluya los valores medidos en la tabla.
5. Evalúe los resultados de la medición.
6. ¿Cuándo se utiliza una red TN-C?
Material didáctico y medios de trabajo
Libros de texto técnicos, tablas con datos técnicos
Instrucciones de utilización
Hojas de datos
Internet
Cuadro general de equipos
Cantidad Componente
1 Unidad de alimentación de red
1 Punto de toma de un edificio:
1 Aparato de medición apropiado (por ejemplo, medidor múltiple)
2 Cables de laboratorio de seguridad
a) Complete el esquema tal manera que se obtenga una red TN-C.
Denomine cada una de las líneas.
M3
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ 7
b) Configuración del circuito de medición
GNDPE
L1
L1
L2
L2
L3
L3
N
PE/PEN
N
VCC
PE
L1
L2
L3
N
L1
L2
L3
N
PE/PEN
GND
Probe
GND
L1 L2 L3 N PE
L1 L2 L3 N PE
kWh
20m
1,5Ω 47Ω 470Ω 1kΩ 2,7kΩ
N
PE
L
PE
VCCVCC
4
5
mS
UL= 50
VACmAMΩ
N PE L
battery test
L-NL-PEN-PE
VDCVACkDΩHz
TEST
RCD
RLORE
ZLRISO ΔTIΔ
select
clear
recall
store
ZRZLZS
PSC
UN
IK
UF
REPEFC
IKRE
ZERO
Var
AUTOx1/2x1x5
mA300
180°
500
VOLTS2500
1000
1000
0~ S
memory recall +!
ZERO
MEMORY
TEST
F1
F2
F3
F4
V
1,5Ω
Ejecución de la medición. Medición de tensión y frecuencia
1. Coloque el selector giratorio en la posición V.
2. Para realizar esta medición, utilice las conexiones L (roja) y PE (verde).
Utilice cables de seguridad de laboratorio.
• La indicación primaria (superior) indica la tensión alterna.
• La indicación secundaria (inferior) muestra la frecuencia de la red eléctrica.
• Pulse F1 para cambiar la indicación de tensión a L-PE.
• Cambie las conexiones de los cables de seguridad de laboratorio para realizar
las mediciones exigidas en este caso.
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
8 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
c) Mida las tensiones en la red TN-C.
¡Atención!
Al efectuar las mediciones se trabaja con la tensión de la red.
Conecte todos los cables antes de conectar la alimentación de la red.
Conductor Valores normalizados Valores de medición
L1 – L2
L1 – L3
L2 – L3
L1 – PEN
L2 – PEN
L3 – PEN
Tensiones en la red TN-C
d) Evalúe los resultados de la medición.
e) ¿Qué debe tenerse en cuenta en la práctica al utilizar una red TN-C?
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ 9
2. Red TN-C-S
Tareas a resolver
1. Configure un esquema de red TN-C-S en el tablero de conexión de red.
2. Complete el esquema de la hoja de trabajo de tal manera que se obtenga una red TN-C-S.
3. Mida todas las tensiones en la red TN-C-S utilizando un aparato de medición apropiado.
4. Incluya los valores medidos en la tabla.
5. Evalúe los resultados de la medición.
6. ¿Cuándo se utiliza una red TN-C-S?
Material didáctico y medios de trabajo
Libros de texto técnicos, tablas con datos técnicos
Instrucciones de utilización
Hojas de datos
Internet
Cuadro general de equipos
Cantidad Componente
1 Unidad de alimentación de red
1 Punto de toma de un edificio:
1 Aparato de medición apropiado (por ejemplo, medidor múltiple)
2 Cables de laboratorio de seguridad
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
10 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
a) Complete el esquema tal manera que se obtenga una red TN-C-S.
Denomine cada una de las líneas.
M3
b) Incluya en el siguiente esquema el circuito de defecto en caso de un cortocircuito conductor-masa.
N
PEPEN
L3
L2
L1
RARB
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
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c) Configuración del circuito de medición
GNDPE
L1
L1
L2
L2
L3
L3
N
PE/PEN
N
VCC
PE
L1
L2
L3
N
L1
L2
L3
N
PE/PEN
GND
Probe
GND
L1 L2 L3 N PE
L1 L2 L3 N PE
kWh
20m
1,5Ω 47Ω 470Ω 1kΩ 2,7kΩ
N
PE
L
PE
VCCVCC
4
5
UL= 50
V
N PE L
battery test
L-N
Hz
TEST
ZERO
MEMORY
TEST
F1
F2
F3
F4
V
1,5Ω
Ejecución de la medición. Medición de tensión y frecuencia
1. Coloque el selector giratorio en la posición V.
2. Para realizar esta medición, utilice todas las conexiones (roja, azul y verde).
Utilice cables de seguridad de laboratorio.
• La indicación primaria (superior) indica la tensión alterna.
• La indicación secundaria (inferior) muestra la frecuencia de la red eléctrica.
• Pulse F1 para cambiar la indicación de tensión a L-PE, L-N y N-PE.
• Cambie las conexiones de los cables de seguridad de laboratorio para realizar
las mediciones exigidas en este caso.
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
12 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
d) Mida las tensiones en la red TN-C-S.
¡Atención!
Al efectuar las mediciones se trabaja con la tensión de la red.
Conecte todos los cables antes de conectar la alimentación de la red.
Conductor Valores normalizados Valores de medición
L1 – L2
L2 – L3
L1 – N
L2 – N
L3 – N
L1 – PE
L2 – PE
L3 – PE
Tensiones en la red TN-C-S
e) Evalúe los resultados de la medición.
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
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f) ¿Qué debe tenerse en cuenta en la práctica al utilizar una red TN-C-S?
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
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3. Red TT
Tareas a resolver
1. Configure un esquema de red TT en el tablero de conexión de red.
2. Complete el esquema de la hoja de trabajo de tal manera que se obtenga una red TT.
3. Mida todas las tensiones en la red TT utilizando un aparato de medición apropiado.
4. Incluya los valores medidos en la tabla.
5. Evalúe los resultados de la medición.
6. ¿Cuándo se utiliza una red TT?
7. ¿Por qué es obligatorio el uso de un disyuntor (RCD, protección frente a corriente de defecto)
en una red TT?
8. Analice la relación entre la tensión de contacto, resistencia de conexión a tierra y corriente de defecto.
Material didáctico y medios de trabajo
Libros de texto técnicos, tablas con datos técnicos
Instrucciones de utilización
Hojas de datos
Internet
Cuadro general de equipos
Cantidad Componente
1 Unidad de alimentación de red
1 Punto de toma de un edificio:
1 Aparato de medición apropiado (por ejemplo, medidor múltiple)
2 Cables de laboratorio de seguridad
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
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Información
¡En una red TT es obligatorio el uso de un disyuntor (RCD, protección frente a corriente de defecto)!
N
N
PE
L3
L3
L2
L2
L1
L1
M
RCD RCDRCD
RARARB RA
Conexión de las unidades consumidoras a través de interruptores RCD en una red TT
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
16 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
a) Complete el esquema tal manera que se obtenga una red TT.
Denomine cada una de las líneas.
M3
b) Configuración del circuito de medición
GNDPE
L1
L1
L2
L2
L3
L3
N
PE/PEN
N
VCC
PE
L1
L2
L3
N
L1
L2
L3
N
PE/PEN
GND
Probe
GND
L1 L2 L3 N PE
L1 L2 L3 N PE
kWh
20m
1,5Ω 47Ω 470Ω 1kΩ 2,7kΩ
N
PE
L
PE
VCCVCC
4
5
mS
UL= 50
VACmAMΩ
N PE L
battery test
L-NL-PEN-PE
VDCVACkDΩHz
TEST
RCD
RLORE
ZLRISO ΔTIΔ
select
clear
recall
store
ZRZLZS
PSC
UN
IK
UF
REPEFC
IKRE
ZERO
Var
AUTOx1/2x1x5
mA300
180°
500
VOLTS2500
1000
1000
0~ S
memory recall +!
ZERO
MEMORY
TEST
F1
F2
F3
F4
V
1,5Ω
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ 17
Ejecución de la medición. Medición de tensión y frecuencia
1. Coloque el selector giratorio en la posición V.
2. Para realizar esta medición, utilice las conexiones L (roja) y N (azul).
Utilice cables de seguridad de laboratorio.
• La indicación primaria (superior) indica la tensión alterna.
• La indicación secundaria (inferior) muestra la frecuencia de la red eléctrica.
• Pulse F1 para cambiar la indicación de tensión a L-PE, L-N y N-PE.
• Cambie las conexiones de los cables de seguridad de laboratorio para realizar
las mediciones exigidas en este caso.
c) Mida las tensiones en la red TT.
¡Atención!
Al efectuar las mediciones se trabaja con la tensión de la red.
Conecte todos los cables antes de conectar la alimentación de la red.
Conductor Valores normalizados Valores de medición
L1 – L2
L2 – L3
L3 – L1
L1 – N
L2 – N
L3 – N
Tensiones en la red TT
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
18 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
d) Evalúe los resultados de la medición.
e) ¿Qué debe tenerse en cuenta en la práctica al utilizar una red TT?
f) ¿Por qué es obligatorio el uso de un disyuntor (RCD, protección frente a corriente de defecto)
en una red TT?
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
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g) En la siguiente tabla se muestran los resultados de la medición de la corriente defecto correspondiente
a diversos valores de la resistencia de conexión a tierra.
Recurriendo a los valores, calcule las tensiones de contacto.
Resistencia de conexión a
tierra
Corriente de defecto Tensión de contacto
1 k 0,21 A
400 0,48 A
200 0,82 A
100 1,42 A
40 2,15 A
20 2,5 A
h) Evalúe los resultados de la medición.
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
20 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
4. Red IT
Tareas a resolver
1. Complete el esquema de la hoja de trabajo de tal manera que se obtenga una red IT.
2. Configure un esquema de red IT utilizando el borne de conexión a la red y el borne de red aislada de
tierra .
3. Utilizando el polímetro, mida las tensiones en el circuito IT y apunte los resultados en la tabla.
4. Evalúe los resultados de la medición.
5. La denominación del transformador utilizado en el tablero IT es Dyn 5. Explique esta denominación.
6. ¿Cuándo y dónde se utiliza una red IT?
7. ¿Por qué es obligatorio el uso de un sistema de control de aislamiento en una red IT?
8. Describa el funcionamiento del equipo de control permanente de aislamiento.
9. Ponga en funcionamiento la red IT. Ajuste en el equipo de control del aislamiento un valor de respuesta
de aproximadamente 60 k. Establezca una conexión a tierra a través del potenciómetro (500 k) y
ajuste diversas resistencias (500 k, 200 k, 100 k, 50 k) con el ohmniómetro. Describa cómo
reacciona el equipo de control del aislamiento.
10. Para la desconexión en la red IT se utilizan dos RCD (30 mA, 300 mA).
Amplíe la red IT agregando las dos placas RCD. Utilizando el potenciómetro (500 k), simule en el RCD
de 300 mA una conexión a tierra desde L1 hacia PE (fallo 1). Reponga la señal acústica y simule detrás
del RCD de 30 mA una conexión a tierra desde L2 hacia PE (fallo 2). Describa cómo reacciona el equipo
de control del aislamiento.
11. Considerando la norma IEC, ¿qué debe tenerse en cuenta al controlar una red IT?
Material didáctico y medios de trabajo
Libros de texto técnicos, tablas con datos técnicos
Instrucciones de utilización
Hojas de datos
Internet
Cuadro general de equipos
Cantidad Componente
1 Unidad de alimentación de red
1 Red IT
1 Placa RCD (300 mA, 30 mA)
1 Aparato de medición apropiado (por ejemplo, medidor múltiple)
2 Cables de laboratorio de seguridad
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ 21
¡Atención!
La red IT no tiene conexión entre los conductores activos y las partes conectadas a tierra.
Los cuerpos de los equipos eléctricos están conectados a tierra.
En una red IT es obligatorio el uso de un sistema de control de aislamiento.
a) Complete el esquema de la hoja de trabajo de tal manera que se obtenga una red IT.
Denomine cada una de las líneas.
Z <
M3
Z: Impedancia
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
22 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
b) Configure un esquema de red IT utilizando el tablero de conexión a la red y el borne de red aislada de
tierra.
GNDPE
L1
L1
L2
L2
L3
L3
N
PE/PEN
N
VCC
1,5Ω
PE
L1
L2
L3
N
L1
L2
L3
GNDGND
10k�
500k�
1,5�
1,5�
1,5�
1,5�
VCC VCC
L3L2L1N
5 4
+
ONTest
Reset
AL
RAL
mS
UL= 50
VACmAMΩ
N PE L
battery test
L-NL-PEN-PE
VDCVACkDΩHz
TEST
RCD
RLORE
ZLRISO ΔTIΔ
select
clear
recall
store
ZRZLZS
PSC
UN
IK
UF
REPEFC
IKRE
ZERO
Var
AUTOx1/2x1x5
mA300
180°
500
VOLTS2500
1000
1000
0~ S
memory recall +!
ZERO
MEMORY
TEST
F1
F2
F3
F4
V
Ejecución de la medición. Medición de tensión y frecuencia
1. Coloque el selector giratorio en la posición V.
2. Para realizar esta medición, utilice todas las conexiones (roja, azul y verde).
Utilice cables de seguridad de laboratorio.
• La indicación primaria (superior) indica la tensión alterna.
• La indicación secundaria (inferior) muestra la frecuencia de la red eléctrica.
• Pulse F1 para cambiar la indicación de tensión a L-PE, L-N y N-PE.
• Cambie las conexiones de los cables de seguridad de laboratorio para realizar
las mediciones exigidas en este caso.
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ 23
c) Utilizando el polímetro, mida las tensiones en el circuito IT y apunte los resultados en la tabla.
¡Atención!
Al efectuar las mediciones se trabaja con la tensión de la red.
Conecte todos los cables antes de conectar la alimentación de la red.
Conductor Valores normalizados Valores de medición
L1 – L2
L2 – L3
L3 – L1
L1 – N
L2 – N
L3 – N
L1 – PE
L2 – PE
L3 – PE
Tensiones en la red IT
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
24 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
d) Evalúe los resultados de la medición.
e) La denominación del transformador utilizado en el tablero para la red aislada de tierra (IT) es Dyn 5.
Explique esta denominación.
f) ¿Cuándo y dónde se utiliza una red IT?
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ 25
g) ¿Por qué es obligatorio el uso de un sistema de control de aislamiento en una red IT?
h) Describa el funcionamiento del equipo de control permanente de aislamiento.
Equipo de control permanente de aislamiento
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
26 Nombre: __________________________________ Fecha: ____________ © Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
i) Funcionamiento del equipo de control del aislamiento.
j) Reacción de la red IT con fallo 1 y con fallo 2
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
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k) Considerando la norma IEC, ¿qué debe tenerse en cuenta al controlar por primera vez una red IT?
Importante
Disposiciones contenidas en la norma IEC sobre control de aislamiento:
• IEC 60364-1: Protección contra contacto indirecto, con desconexión y notificación
• IEC 60364-7-710: Seguridad eléctrica en espacios de uso médico