DOCENTE: LINA M. CONCHA A.
APUNTES: Instalaciones Instalaciones eléctricas eléctricas En esta sección se describen describen aspectos generales generales asociados a instalacio instalaciones nes eléctricas eléctricas de interiores, según las especificaciones de la norma NCH ELEC 4/2003 actalmente !igente"
Componentes de na #nstalación Eléctrica • • • • •
Empalme $rotecciones Canali%ación ¶tos ' &ccesorios &rtefactos
Empalme Electrico Es el con(nto de materiales ' e)ipos eléctricos necesarios, )e sir!en de intercone*ión entre la red de distribción de la compa+a eléctrica ' na instalación eléctrica interior" El empalme proporciona adem-s, n pnto de medición de la energa eléctrica )e dic.a instalación consme .
El tablero eléctrico En n tablero eléctrico se concentran los dispositi!os de protección ' de maniobra de los circitos circitos eléctricos eléctricos de la instalació instalación" n" En el caso de instalacio instalaciones nes residenci residenciales ales este tablero tablero generalmente consiste en na ca(a en c'o interior se montan los interrptores atom-ticos respecti!os" $ara lograr na instalación eléctrica segra, se debe contar con dispositi!os de protección )e actúen en el momento en el )e se prodce na falla cortocircito, sobrecarga o falla de aislación en algún pnto del circito" 1e esta forma se e!ita tanto el riesgo para las personas de sfrir accidentes eléctricos, como el sobrecalentamiento de los condctores ' e)ipos eléctricos, pre!iniendo as da+o en el material ' posibles casas de incendio"
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egridad del ser!icio & la .ora de dise+ar la instalación eléctrica, es recomendable distribir las cargas en !arios circitos, 'a )e ante e!entales fallas operación de protecciones se interrmpe solamente el circito respecti!o sin per(dicar la continidad de ser!icio en el resto de la instalación" $or e(emplo, en na casa se recomienda instalar al menos tres circitos, no e*clsi!o para ilminación, otro para enc.fes ' n tercero para enc.fes especiales en la cocina ' la!adero"
ipos de fallas eléctricas Las fallas, según s natrale%a ' gra!edad se clasifican en5 obrecarga5 e prodce cando la magnitd de la tensión !olta(e o corriente spera el !alor preestablecido como normal !alor nominal" Comúnmente estas sobrecargas se originan por e*ceso de consmos en la instalación eléctrica" Las sobrecargas prodcen calentamiento e*cesi!o en los condctores, lo )e pede significar las destrcción de s aislación, inclso llegando a pro!ocar incendios por inflamación" Cortocircito5 e originan por la nión fortita de dos lneas eléctricas sin aislación, entre las )e e*iste na diferencia de potencial eléctrico fase6netro, fase6fase" 1rante n cortocircito el !alor de la intensidad de corriente se ele!a de tal manera, )e los condctores eléctricos peden llegar a fndirse en los pntos de falla, generando e*cesi!o calor, c.ispas e inclso flamas, con el respecti!o riesgo de incendio" 7alla de aislación5 Estas se originan por el en!e(ecimiento de las aislaciones, los cortes de algún condctor, niones mal aisladas, etc" Estas fallas no siempre originan cortocircitos, en mc.as ocasiones se tradce en )e sperficies met-licas de aparatos eléctricos )eden energi%adas con tensiones peligrosas, con el consigiente peligro de s.oc8 eléctrico para los sarios de a)ellos artefactos"
Elementos de protección E*isten !arios tipos de protecciones diferentes, por lo )e a continación se e*plican los dispositi!os m-s importantes tili%ados para lograr continidad en el ser!icio eléctrico ' segridad para las personas5
a) Fusibles (protecciones térmicas) Estos dispositi!os interrmpen n circito eléctrico debido a )e na sobrecorriente )ema n filamento condctor bicado en el interior, por lo )e deben ser reempla%ados despés de cada actación para poder restablecer el circito" Los fsibles se emplean como protección contra cortocircitos ' sobrecargas"
b ) Interruptor Termomagnético o Disyuntor 2
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Estos interrptores centan con n sistema magnético de respesta r-pida ante sobrecorrientes abrptas cortocircitos, ' na protección térmica basada en n bimetal )e desconecta ante sobrecorrientes de ocrrencia m-s lenta sobrecargas" Estos dis'ntores se emplean para proteger cada circito de la instalación, siendo s principal fnción resgardar a los condctores eléctricos ante sobrecorrientes )e peden prodcir peligrosas ele!aciones de temperatra"
c) Interruptor o Protector Dierencial El interrptor diferencial es n elemento destinado a la protección de las personas contra los contactos indirectos" e instala en el tablero eléctrico despés del interrptor atom-tico del circito )e se desea proteger, generalmente circitos de enc.fes, o bien, se le pede instalar despés del interrptor atom-tico general de la instalación si es )e se desea instalar solo n protector diferencial, si es as se debe catelar )e la capacidad nominal amperes del dis'ntor general sea inferior o igal a la del protector diferencial" El interrptor diferencial censa la corriente )e circla por la fase ' el netro, )e en condiciones normales debiese ser igal" i ocrre na falla de aislación en algún artefacto eléctrico, es decir, el condctor de fase )eda en contacto con algna parte met-lica condctora, ' se origina na descarga a tierra, entonces la corriente )e circlar- por el netro ser- menor a la )e circla por la fase" &nte este dese)ilibrio el interrptor diferencial opera, desconectando el circito" Estas protecciones se caracteri%an por s sensibilidad corriente de operación, es decir el ni!el de corriente de fga a partir del cal comien%an a operar, comúnmente este !alor es de 30 miliamperes 0,03 &" Es m' importante recalcar )e estas protecciones deben ser complementadas con n sistemas de pesta a tierra, pes de no ser as, el interrptor diferencial solo percibir- la fga de corriente en el momento en )e el sario to)e la carcasa energi%ada de algún artefacto, con lo )e no se asegra )e la persona no reciba na descarga eléctrica"
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La instalación en la !i!ienda del interrptor diferencial no es sstitti!o de algna de las otras medidas )e .a' )e tomar para e!itar contactos directos o indirectos"
1imensionamiento de los condctores Los condctores eléctricos se dimensionan en base a dos criterios5 #ntensidad de corriente )e impone la carga ' La cada de tensión )e se prodce en la lnea" egún el di-metro de cada condctor, este tiene asociada na capacidad de transporte de corriente en amperes, la cal también tiene )e !er con la aislación recbrimiento ' el método de canali%ación a emplear tbera, bande(a, etc"" Es as como n condctor de 9,: mm2, con aislación del tipo N;&, canali%ado en tbera, pede transportar .asta 93 &, mientras )e el mismo condctor, pero tendido al aire libre, pede transportar .asta 23 &" Los distintos tipos de aislación e*istentes para los condctores tiene relación con el so ' ambiente en el )e se !an a sitar estos, es decir )e pedan ser resistentes al aga, l)idos corrosi!os, radiación <=, etc" En todo caso, como premisa del dimensionamiento de condctores se pede establecer )e5
# carga > # dis' > # cond donde, # carga 5 Corriente nominal de la carga o consmo eléctrico # dis' 5 Corriente nominal del interrptor atom-tico )e proteger- al circito # cond 5 Capacidad m-*ima de transporte de corriente del condctor seleccionado El segndo criterio cada de tensión tiene relación con el .ec.o de )e mientras m-s le(os se encentre el pnto de consmo del pnto de sministro, la cada de tensión en el e*tremo de la lnea ser- ma'or" Esto pede solcionarse emple-ndo condctores de ma'or di-metro al seleccionado originalmente según criterio de capacidad de transporte" & ni!el domiciliario, comúnmente se emplean condctores con aislación del tipo N;& de 9,: mm2 para circitos de ilminación ' de 2,: mm2 para circitos de enc.fes" e e*ige el so de colores estandari%ados para identificar los distintos condctores5 los condctores de fase deben ser de color a%l, negro o ro(o, 4
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el netro debe ser de color blanco ' el condctor de la pesta a tierra de protección debe ser de color !erde o !erde amarillo"
Canali%aciones E*iste na amplia !ariedad en las tipos de canali%aciones, por lo )e se .ace referencia a la norma antes mencionada" Cabe mencionar )e en instalaciones domiciliarias n medio común de canali%ación de los condctores son los dctos tberas de $=C o met-licas comúnmente de acero gal!ani%ado" ambién en oficinas se emplea como método de canali%ación para enc.fes, e inclso corrientes débiles teléfono, se+al de comptación o red, bande(as pl-sticas o moldras" ?-sicamente las dimensiones de las canali%aciones se definen de acerdo a la cantidad ' sección de los condctores a emplear, lo cal est- normali%ado"
ierra de ser!icio La pesta a tierra de ser!icio corresponde a n método de protección contra ele!aciones de tensión prodcidas por fallas en el sistema de distribción corte del netro en el tendido eléctrico" La tierra de ser!icio consiste b-sicamente en conectar a tierra el netro de la instalación eléctrica, comúnmente en el pnto de empalme, mediante n electrodo de cobre, o bien, n enmallado" e tili%a condctor de color blanco de na sección mnima de 4 mm2"
ierra de protección La pesta a tierra de protección es no de los elementos m-s importantes de na instalación eléctrica, en lo )e se refiere a protección a las personas contra contactos indirectos" Este sistema consiste en conectar a tierra todos los elementos condctores carcasas de los e)ipos )e, ba(o condiciones normales, no deberan presentar tensiones de contacto 5
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peligrosas" Es para esto )e a los enc.fes llegan tres alambres fase, netro ' tierra, lo )e permite )e cada artefacto )e sea enc.fado a na toma de corriente peda )edar conectado a la tierra de protección"
Efectos de la corriente eléctrica sobre el cerpo .mano Los efectos de la electricidad sobre el cerpo .mano dependen de5 6#ntensidad de la corriente )e lo atra!iesa 61ración del contacto tiempo de e*posición al s.oc8 eléctrico 6Aesistencia eléctrica del propio cerpo :
Efectos de la corriente eléctrica sobre el cerpo, de acerdo a la intensidad )e lo atra!iesa #ntensidad de corriente en
Efectos sobre el cerpo 6
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miliamperes m& hasta 1 2a3 3 a 10
10 a #0
#0 a #00
m+s de #00
Imperceptible para el hombre Sensación de hormigueo en la zona expuesta Contracción involuntaria. l su!eto generalmente consigue liberarse del contacto" de todas maneras la corriente no es mortal. $a corriente no es mortal si se aplica durante intervalos decrecientes a medida %ue aumenta su intensidad" de lo contrario los m&sculos de la respiración se ven a'ectados por calambres %ue pueden provocar la muerte por as'ixia. Corriente decididamente peligrosa en 'unción creciente con la duración del contacto %ue da lugar a la 'ibrilación ventricular ('uncionamiento irregular del corazón con contracciones mu) 'recuentes e ine'icaces*" lo %ue constitu)e un serio riesgo vital. ,ecrece la posibilidad de 'ibrilación" pero aumenta el r iesgo de muerte por par+lisis de centros nerviosos ) %uemaduras internas.
Aesistencia eléctrica del cerpo .mano En general, la resistencia eléctrica del cerpo .mano !ara según las condiciones fsicas ' ps)icas estado de -nimo del s(eto ' del estado de s piel" Es as como na persona estresada o ner!iosa es m-s condctora de la electricidad )e na persona tran)ila, as como también na persona con la piel .úmeda es m-s condctora )e na persona con la piel seca" Como estimación general, se asme na resistencia para el cerpo .mano de 3"000 B.ms, para ba(a tensión, ' de 9"000 B.ms para alta tensión, siendo lógicamente estos datos e*tremadamente !ariables por las ra%ones descritas anteriormente"
l grado de a'ectación en las personas" viene determinado por di'erentes 'actores" en la siguiente gr+'ica se observa como a'ecta al organismo el paso de corriente en 'unción del tiempo durante el %ue est+ pasando: • • • •
ona 95 $ercepción de la corriente ona 25 Dran malestar '/o dolor ona 35 Contracciones msclares ona 45 Aiesgo de parada cardiaca
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-a de %uedar claro %ue para %ue la electricidad genere alg&n peligro" ha de pasar corriente elctrica a travs del cuerpo/ mucha gente puede pensar %ue es la tensión la "peligrosa" / pero NB es as" la tensión es la %ue "vence" la resistencia del cuerpo humano ) entonces es cuando circula una cierta intensidad (peligrosa o no* a travs de l. sta idea puede %uedar clara" si se observa cuando un p+!aro se posa sobre una lnea de alta tensión Cómo es posible %ue no le d ninguna descarga ues sencillo" el p+!aro" est+ posado sobre una lnea de" por e!emplo" 4456" pero tiene las dos patas sobre la lnea" lo %ue provoca %ue en el p+!aro no se crea ninguna di'erencia de potencial" por lo %ue a travs de l no circula ninguna corriente" ) por lo tanto el p+!aro no su'rir+ ning&n da7o. n cambio" si a nosotros se nos ocurre tocar con la mano una lnea de alta o de ba!a tensión" hemos de pensar donde tenemos los pies" los pies est+n en la tierra" lo %ue provocar+ una di'erencial de potencial ) %ue circule a travs de nosotros una cierta corriente. $os da7os %ue la electricidad causa en el organismo" no solamente dependen de la corriente" si no del tiempo en %ue el cuerpo est+ expuesto a la misma" es decir" el tiempo de contacto. •
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$or )é instalar interrptores diferenciales #1 de alta sensibilidad 30 m& Es por)e el !alor m-*imo .asta el cal no .a' riesgo de casar da+o en el organismo es de 30 m&"
Accidente por electrificación Se denomina accidente por electri%ación" o accidente eléctrico a una lesión producida por el e'ecto de la corriente elctrica en el ser humano o en un animal. Son varios los 'actores %ue determinan la envergadura del da7o. ueden presentarse lesiones nerviosas" alteraciones %umicas" da7os trmicos ) otras consecuencias de accidentes secundarios (como por e!emplo 'racturas óseas*. n espa7ol se reservan los trminos 8electrocutar9 ) 8electrocución9 para los casos de accidente elctrico con resultado de muerte.1 unto a las magnitudes de la tensión elctrica" de la densidad de corriente ) de la intensidad de corriente (ampera!e*" tambin desempe7a un papel el hecho de %ue se trate de corriente alterna o continua" as como tambin cu+nto tiempo ) por %u va el cuerpo de la persona (o en su de'ecto" del animal* ha sido atravesado por la corriente elctrica. Las consecencias de un accidente por electrización son dependientes de la sensibilidad espec'ica de cada te!ido particular. $a corriente elctrica sigue pre'erentemente la tra)ectoria de la menor resistencia. ,e acuerdo con ello" desempe7an un rol decisivo las di'erentes resistencias %ue o'recen los te!idos del cuerpo humano. $os te!idos nerviosos presentan la resistencia menor. n secuencia ascendente" le siguen las arterias" m&sculos" piel" tendones" te!ido adiposo ) los huesos. n consecuencia" para el caso de la corriente continua ) las corrientes de ba!a 'recuencia" la 8
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probabilidad de da7o del te!ido nervioso es la ma)or" seguida de arterias" m&sculos" etc.
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