Instalaciones Eléctricas. Marcelo Sobrevila y Alberto Luis Farina

Marcelo Antonio Sobrevila Alberto Luis Farina

lnstalaciones Ellctricas Primera Edlcion

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version Sobrevila -Farina

Marcelo Antonio Sobrevila Alberto Luis Farina

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~~n do, la conserva. Otro tipo de llave tRAM eMerlcr eJecmco o interrupter es el pulsador, que tnleJYIJptor unipo/Br cierra sus coritactos mientras se I deem/Mir lo presiona, abriendolos cuando se lo deja de hacer. El tomacon·iente (denomi· Conrrwtador uni{x>lar rleemW.ir nado tambien tom.a) en eambio, es un dispositive que permite unir o conectar un artefacto (vela· Pu'-sa~Jor de campani!Jil ® 0 deembtAir dor, electrodomestico, etc.) o con· l sumo a un circuito para que el mismo suministre la energia elec· rl! ..u.r.r~· Y Tomacon/erie bipolar p>n T""~;:l o-c trica necesaria para su normal ICma de tierra de embullr funcionamiento, y conserva esta ·b · :1_;, . conexi6u en forma consta:n.te, has· ,[ tlllell\lptorunlpolafextenol t.a que se procede a su desconexi6n. En la Figura No 3.01 hemos agrupado los dispositivos mas

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Figura No 3.01 M6dulos tipicos de Daves y to mas

comunes de las instalaciones electricas. En ese dibujo se ha presen·

Aparatos usados en las instalaciones electricas

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tado, a Ia izquierda el aspecto que presenta el producto comercial. Luego el esquema electrico que nos sirve para interpretar su funcionalidad. Mas a Ia derecha, el sfmbolo de acuerdo a la norma IRAM, para uso en los planos de instalaciones electricas. Finalmente en la Ultima columna, la denominaci6n tecnicamente correcta. Debemos advertir al lector que, en la practica corriente de las obras, se suelen usar denominaciones que se apartan de las que utilizaremos en este libro, pero debemos recordm· que un tecnico bien formado, debe en lo posible emplear un vocabulario normalizado y lo mas correcto posible. Las Haves se fabrican para tensiones de 220 volt de corriente alterna, y corrientes maximas de operaci6n de 6 y 10 ampere; en cambio los tomacorrientes se fabrican para esta misma tension pero corrientes de 10 y 20 ampere, los modelos que hemos descrito hasta aqui, son del tipo para embutir, es decir, para colocar en cajas embutidas en la pared. Fuera del alcance de la mano quedan todos los elementos bajo tensi6n, gracias a la colocaci6n de tapas o chapas protectoras, que ademas de cumplir su funci6n como tal, pueden tener efectos decorativos. Tambien existen los mismos elementos, o sea, interruptores, pulsadores y tomacorrientes, que se montan sobre 1a superficie de la pared y se los denominan de exterior. Para llevar a cabo este montaje y que no queden. partes de los elementos con tension al alcance de la mano, se utilizan cajas construidas para elJo, que en general son de material plastico. Ademas, es neeesario indicar que los tomacorrientes deben ser para tres pernos (pines o puntos) o con borne para puesta a tierra, o sea 2 x 10 A+ T de pernos chatos y fabricados segU.n la norma IRAM 2071. De Ia misma manera las fichas tambien deben tener tres espigas opines. Siendo sus destinos: uno para el conductor vivo (V), otro para el conductor neutro (N), y finalmente el tercero para el de protecci6n CPE) o de puesta a tierra. Los tomacorrientes o tomas y las fichas deben ser los fabricados bajo las normas IRAM correspondiente. Para conectar un artefacto cualquiera, por .ejemplo una plancha o un velador, se debe utilizar un cable del tipo envainado que tenga a su vez tres cables, de los cuales dos son necesarios para la alimentaci6n de corriente (vivo mas neutro), y el tercer conductor (PE) que viene de puesta a tierra de la instalaci6n y que se considera que es un potencial nulo. Si el artefacto en cuesti6n tambien esta provisto de un borne o tornillo fijado a todas las partes conductoras expuestas a] contacto con las

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lnstalaciones electricas- M.A. Sobrevila y A. L. Farina

personas es posible unirlo, cable mediante, con la denominada tierra, esta conexi6n solo se admite si se hace mediante el tercer cable que forma parte del de la alimentaci6n a los mismos. Esto garantiza que en caso de falla del aislamiento del artefacto, o sea, que uno cualquiera de los polos de la red pasa a tocar esas partes exteriores conductoras, se establece un contacto entre ese polo fallado y tierra, lo que hara funcionar inmediatamente las protecciones (interrupter diferencial, intenuptor termo-magnetico o fusibles), que abren el circuito sacando de servicio la linea seccional o el circuito de la instalaci6n electrica que corresponda. Las partes metalicas o conductoras que habitualmente no estan bajo tension pero que pueden tenerla debido a on defecto del aislamiento se denominan masas. Todos los elementos mostrados en la Figura N° 3.01, se fijan a chapas adecuadas, Uamadas puente de sosten o bastidor, las que a su vez, se fi.jan a la caja, la que puede ser rectangular o mifion, que puede estar embutida en la pared o sobre la superficie de la misma (exterior) por medio de tornillos, mientras que los diversos modulos se fijan a ese puente de sosten o bastidor, mediante tornillos o simplemente a presion, dado que estan provistos de piezas elasticas llamados clips. El puente de sosten o bastidor suele se1· de chapa, material plastico de alta resistencia mecanica. La colocaci6n de los modulos se hace por simple presion, empujando el modulo bacia dentro. Para sacarlo, se acude ala ayuda de un destornillador. Finalmente, todo se recubre con una tapa de te1·moplastico provista de aberturas, para los m6dulos. Dicha tapa, se fija tambien a clip al puente de sosten, por lo que no hay elemento metalico en la parte expuesta a las personas. ., :· Por ella, puede decirse que en estos sistemas modernos, hay una doble , barrera de aislamiento entre perso; nas y las partes bajo tension: Ia chapa exterior y las partes aislan· Caja meta/lea Puente de sosUm rec:tBngu/ar tes del m6dulo propiamente dicho. de embutlr La Figura N" 3.02 muestra W1 modulo insertado a clip, mientras Figura No 3.02 Modulo fijado que la Figura N" 3.03 enseiia W1 a presion

Aparatos usados en las instalaclones electricas

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modulo que se fija a tornillo, como es el caso de algunos modelos comerciales. En la Figura N" 3.04 mostramos -en corte- un interrupter unipolar o como vulgarmente se dice, una llave de un punta. Segtin sea la posicion de la palanquita de accionamiento, los contactos estan abiertos o cerrados. Estos interruptores se disenan para una corriente nominal de 6 Figura N° 3.03 ampere y hay modelos de hasta 10 Modulo fijado con tornillos ampere. Como es la primera vez que se cita este valor, conviene recordar que Ia corriente nominal de un interruptor es el valor de la corriente que el jnterrupto.r puede conducir y cortar sin daftarse; para una gran cantidad de veces, la suficiente, como para garantir una larga vida del aparato. En Figura N° 3.04 plaza hay intenuptores para corrienModulo de tomacorrientes tes mayores, que responden a principios de funcionamiento diferentes. Cualquiera de estos tipos puede encontrarse en formas constructivas: para embutir o para montaje exterior o de superficie, como mostramos en la Figuras N° 3.08 y 3.10, segtin sean los elementos de soporteo sosten y la caja exterior. En la parte superior de la Figura N" 3.28 mostramos un esquema de una Have compuesta por cuatro polos, denominada ta.mbien como tetrapolar, los que son accionados al mismo tiempo por un sistema de manija rotativa. Cuando es necesario conectar varios artefactos o consumos y solo se dispone de un tomacorriente, se recurre a los tomas multiples (Figura ND 3.05), que tienen cuatro o cinco bases tomacorrientes. Las distintas fabricas los ofrecen en distintas alternativas constructivas algunos con un interruptor general solamente 0 sin el y algunos vienen provistos con un fusible de protecci6n.

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lnstalaciones electricas - M. A. Sobrevila y A. L. Farina

(a)

(b)

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Figura ~ 3.06 Tomacorrientes multiple

(e)

MODULO DE INTr:RRUPTOR DE EMBIJTIR

(f)

Figura N° 3.05 (a) Toma combinado (b) Toma para tension estabilizada (color rojo) (c) Toma con tierra (d) Toma para circuito de iluminaci6n (e) Toma con tierra (2 modulos) (f) Toma Schuko (2 modulos)

(a)

(b)

(c)

(d)

Figura N° 3.08 (a) Interruptor unipolar (b) Interruptor para el comando de cortinas de e nrollar (c) Pulsador unipolar para campanilla (d) Pulsador unipolar para luces d e pasillos

UNIPOLAR EN CORTE

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CERRADO

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Con

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cerrados

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Tannlll8Ju de conexiM

Figura N" 3.07 Interruptor unipolar de embutir basta 10 A

Figura N° 3.09 Armado de un bastidor con m6dulos tomacorriente e interruptor

· Aparatos usados en las instalaciones eltktricas

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Este tipo de toma multiple puede ser fi.jados a la pared o estructura

o bien pueden ser depositados en el piso. Constructivamente parecidos pero con un cable para la conexi6n al tomacorriente de donde se toma la alimentaci6n se fabrican las prolongaciones (Figura N" 3.15). El cable para la conexi6n se provee con distintos largos. Tanto los tomas mUltiples como las prolongaciones tienen una corriente nominal de 10 A para la tension nominal de 220 V.

Figura N" 3.11 Ficha tomacorrientes de dos espigas Figura N" 3.10 Base tomacorriente e interruptores exteriores o de superficie

FiguraN" 3.12 Ficha tomacorrientes de tres espigas o con espiga de puesta a tierra

Figura N" 8.13 Base y ficha tornacorrien-

te para 32 A Figura N" 8.14 (izq.) Base tomacorriente y ficha para prolongacion Figura N" 3.15 (der.) Prolongacion

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lnstalaciones electricas- M. A. Sobrevila y A. L. Farina

Tomacorrientes y fichas certificados que estan normalizados por IRAM

Tomacorrientes Norma: 2071 2 x 10 + T Con pernos-o pines chatos. Su uso es obligatorio en las instalaciones electricas nuevas. Segun Resoluci6n APSE-IHA del 1° de enero de 2006. Figura N° 3.04 Norma: 63072 2 x 10 + T Bi norma con pernos opines chatas y redondos. Su nso esta permitido hasta el 30 de junio de 2007. SegU.n la Resoluci6n 9/2005 de Defensa del consumidor y solo es permitido en las instalacio-nes elfktricas existentes. Figura N° 3.05 (arriba a la izquierda).

Fichas Norma: 2063 2 x 10 A 250 V para aparatos de dase II. Figura N° 3.11 Norma: 2073 2 x 10 A+T 250 V para aparatos de clase I. Figura N" 3.12

ldentificacion Los productos de baja tens6n deben llevar grabado en forma indeleble y claramente visible el SELLO DE SEGURIDAD, segful lo exige la Resoluci6n 92/98 y 109/2005 de Comercio Interior.

3.03. OTROS COMPONENTES DE LAS INSTALACIONES EL£CTRICAS El avance de la tecnologia permite que las viviendas y las oficinaa cuenten con otros elementos que contribuyan a una mejor funcionali· dad, seguridad y eficiencia. Las instalaciones electricas no solo se componen de Uaves y tomacorrientes, existen otros elementos que pasaremos a describir a continuaci6n.

Aparatos usados en las instalaciones el1ktricas

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• lnterruptor o llave de combinacion: esta destinado a comandar una o varias luminarias desde dos puntos distintos. • lnterruptor de cuatro vias: es una llave combinaci6n bipolar que permite comandar luminarias desde varios puntos distintos • Variador de Ia intensidad luminosa: se lo conoce comUn.mente por su nombre original en idioma ingles: dimmer. Es un pequeiio equipo dispositivo, que mediante una perilla permite variar la potencia que se le entrega a una o a varias lamparas a la vez. La citada variaci6n en general permite pasar desde un nivel minimo a uno pleno. Admiten controlar hasta 400 W. • Variador de velocidad para ventiladores de techo: se trata de un dispositivo similar al descrito anteriormente al cual se le conecta el artefacto antes mencionado. En este caso, y por seguridad cuenta con un interrupter que le corta la alimentaci6n al motor. • Automatico de pasillo: en realidad se trata de un temporizador que puede ser accionado desde varios lugares distintos mediante pulsadores. Permiten conectar basta 800 W en lamparas.Al accionar el pulsador, comienza a trabajar el ternporizador que activa a la iluminaci6n conectada al contacto de salida. Luego de un tiempo preajustado que va desde 10 segundos hasta 5 minutos, el contacto vuelve a su estado inicial. • Luz vigia roja: emite una luz roja de baja intensidad en forma permanente. Un indicador luminoso indica su posici6n en la oscuridad. • Zumbadores: se utilizan para dar una seii.al sonora. • lnterruptor intermedio de 4 vias: el interrupter intermedio de 4 vias es una combinaci6n bipolar, la cual tiene por objeto encender artefactos de iluminaci6n desde "n" bocas distintas. • Interruptor tarjeta de hotel: los interruptores a tarjeta, han sido creados para controlar y racionalizar el consumo electrico. Su uso permite comandar las alimentaciones electricas de una o varias zonas mediante la colocaci6n o extracci6n de una tarjeta phistica en una ranura dispuesta a tal fin. Opera con un micro-interruptor que recibe la orden del ingreso de la tarjeta y

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lnstalaciones ehktricas- M. A. Sobrevila y A. l. Farina

manda el cierre del contactor que a su vez cierra el circuito electrico de las luminarias. El retiro de la tarjeta, cambia el estado del contactor. Cada uno de los elementos descriptos son m6dulos que se montan, puente de sosten o bastidor mediante, en cajas rectangulares de embutir o bien externas o de superficie.

3.04. PROTECCIONES Las protecciones de las instalaciones electricas estan ligadas intimamente con los interruptores. Hasta aqui hemos venido tratando a los denominados de efecto, o sea, los unipolares y mencionado a los tripola· res y tetrapolares en estos casas los mismos solo pueden operar la apertura y el cierre en forma manual, o sea, de acuerdo a la voluntad o necesidad del usuario. Los interruptores automaticos, son aquellos que no solo condu· cen o cortan la corri~mie sino que tambien actuan, abriendo el circuito silas condiciones no son las prefijadas, por ejemplo: sobrecarga o cortocircuito. Todos los circuitos deben estar protegidos contra la persistencia de ciertas condiciones de funcionamiento anormales que, sin poderse lla· mar accidentes, no son admisibles. Las protecciones utilizadas en las instalaciones electricas se conectan en serie, y son mecanismos que actllan sacando de servicio la secci6n averiada, porque la persistencia de esas condiciones provoca: dafio a los seres vivos, la inutilizaci6n de ele· mentos, y I o incendios. Los elementos destinados a las protecciones son de diversas indo· les, para el caso de las sobre corrientes pueden agruparse en dos tipos: los fusibles y los interruptores automaticos o disyuntores. Ambos elementos basan su principia de funcionamiento en la can· tidad de calor generado por el paso de la corriente electTica a traves de un elemento metalico y por·efectos electro-magneticos. Las acciones pueden ser en forma conjunta o indiv.idualmente (Figuras N 3.19 y 3.20). Las distintas actuaciones de los diversos elementos destinados a la protecci6n de los circuitos electricos se ven reflejadas en las curvas de funcionamiento, o de respuesta. Estas curvan muestran en forma grafica la respuesta del elemento frente a las magnitudes que estAn

Aparatos usados en las instalacfones electrfcas

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controJando y se representan en rm t plano forroado por dos ejes petpen[s] Zona de diculares a los cuales se le asigna a proteccion uno la magnitud corriente y al otro la del tiempo. Por convenci6n para ' . ' ' que las curvas sean de mas facil t2 ..:,. .. .. ~ ...... . ~ ......... comprensi6n y utilizaci6n estos ejes ' ' ' se dibujan en escala logaritmica. En :' :' la Figura No 3.16 se muestra una /(A] curva generica. Estas curvas son proporcionaFigura N° 3.16 das por los fabricantes de los distinCurvas de funcionamiento tos componentes, a traves de los de una proteccion por sobrecarga catalogos tecnicos, tanto sea en modo grafico como magnetico. Volviendo ala Figura N° 3.16, todos los valores que se encuentran dentro de la zona de protecci6n, corresponden a estados para los cuales Ia proteccion actua, desconectando el circuito con lo cual se saca de servicio una parte del mismo. Por ejemplo, si se aplica una intensidad cualquiera 11 , la protecci6n actua cuando pas6 el tiempo t 1 • Para el tiempo t'1 no funcionara. Y para el t"1 lo hara con toda seguridad. La h es la intensidad limite, valor critico que si se sobrepasa, hace actuar el mecanisme en un tiempo finito.

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VISTA EN CORTE

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VISTA EN PERSPECTIVA

Figura N" 3.17 Camaras "apaga ehispas" de un interrupto:r termo-magnetico o magneto-termico

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lnstalaciones electricas • M. A. Sobrevila y A. L. Farina

Aspecto exterior

elec/romag~tico

Figura N" 3.18 Esquema de interruptor del tipo de "ion"

/NTERRUPTOR TERMOMAGNET/CO Posicion 'ABIERro· Mecanlsmo 11 resorte de Ci1lmly _ eper/Uta riJpidas Conta~t; Pafilnc11 de 1.I1J :·1.1 acciollamiento Camara fijo para extlnc/On: ':.' ./ Caja e'Kierior de!Jrto 'h: Pal&ncade Contaclo ~ _,__,.-v. destrabe

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Conexi6n nexible

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Figura No 8.64 Ubic acion d e u:n tablero de inntu eblc colectivo

Aparatos usados en las instalaciones electricas

1, 1

en forma c6moda. Debiendose destacar con respecto a esta Ultima pre-

misa que la facilidad de openu· sobre 1os distintos elementos componentes estfi relarionada con la seguridad de quien debe llevar adelante

est.as Lar·eas. Un lugar lo suficientemente amplio permite una mayor libertad de movi.miento de quien hace estas tareas. La no existencia de estas condiciones ambientales hace que se deban extremar las condiciones constructivas de los tableros, sobre a las condiciones ambientales por lo cual habra que recwTir a otorgarle algU.n tipo de grado de prot ecci6n (IP). Cuando haya que disponer de un local especifi.co para montar el tablero la RIEf en su apartado 771.20.2.4 y a traves de la Figura N° 771.20.A muestra algunas variantes posibles con las dimensiones minimas que deberfa tener eJ mismo. Alrespecto es dable observar que se trata, en funcion de las dimensiones y por ende la importancia operativa de los mismos de fijar pasillos en el frente yen la parte posterior de los mismos asi como el mimerode puertas que tenga el recinto. Entre el frente del tablero y el obstaculo mas cercano (pru·edes, columnas, etc.) siempre es conveniente dejar como nrinimo 1 metro. En

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lntarceptores prlncipales

Tenninal Llegada desde fusibles de conexion j~~~~

Figura N° 3.65 y 3.66 Gabinete para medidores de energia e lectrica

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lnstalaciones electr icas- M. A. Sobrevila y A. L. Farina

la parte posterior (si tiene acceso) como minimo 0,7 metros. En cuanto a las puertas de ingreso a la sala, podemos decir que en funci6n de las dimensiones del tablero es conveniente dejar dos, que se encuentren en los extremos. Otros aspectos constructivos a tener en cuenta de Ja sala de tableros son: • Ia puerta debe estar co:nstruida con material resistente al fuego y de acu.erdo a 1o establecido en la Ley de Higiene y Seguridad en el Trabajo 19.587. • lals puertas deben abrir hacia ellado de afuera • lals puerta& deben estar claramente identificada mediante carteles de facillectura a distancia • ventilaci6n adecuada a los fines de disipar el calor generado par los dist intos elementos • que el piso no presente escalones o resaltos • debeni contar con iluminaci6n artificial la que debera tener como minimo un nivel de 200 lux • debe tener un sistema de iluminaci6n de emergencia aut6noma

Alimentaci6n

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Figura No 3.67 Esquema del circuito de un tablero general para un inmueble de viviendas colectivas dibujado con la simbologia normalizada _. w

CAP[TULO 4

LA PROTECCION DE LAS PERSONAS Y LOS BIENES. LA SEGURIDAD EN LAS INSTALACIONES ELECTRICAS

iNDICE 4.01

INTRODUCC16N

4.02.

FALLAS

4.03.

SOBRE-CORRIENTES

4.04

SOBRE-TENSIONES

4.05 4.06.

CONEXI6N A TIERRA DE LAS INSTALACIONES ELJ!:CTRICAS RIESGO ELECTRICO

4.07.

INTERRUPTOR AUTO MATICO POR CORRIENTE DE FUGA

4.08.

PUESTAA TIERRA

4.09. 4.10.

RES1STENCIA DE AISLAMIENTO ACCIDENTES

4.11.

EJECUCTON DE LA PUESTA A TIERRA

4.0 t. INTRODUCCU)N Rigurosamente, cuando abordamos un nuevo tema, comenzamos po1· hacer las definiciones del caso y establecer la relaci6n del mismo con la normativa relacionada. En este caso para la definicion de proteger hemos recurrido al Diccionario de la Real Academia encontrando como significado:

''Resguardar a una persona, animal o cosa de un perjzdcio o peligro, poniendole algo encima, rodeandole, etc.,, .......___

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lnstalaciones electricas - M. A. Sobrevi la y A. L. Farina

En esta de£i.nici6n, evidentemente y para nuestro caso se nos h.ace necesario comprender que el pe1juicio o peligro proviene de la energfa elecLrica o mejor aun de las manife.stadones de la misma. Entendiendo como tales a: luz, cal'Or y fnerza. En cuanto a la normativa, recurriremos a Ia Rill! y a las normas !RAM e IEC, como es habitual.

4.02. FALLAS Los fen6menos que pueden afectar el normo.l funcionamiento de una instalaci6n electrica y que pueden tener su r epercusi6n directa o indirectaroente sobre las personas y los bienes son: 1. sobre-corrientes, provenientes de cortocircuitos o de sobre-

cargas, 2. sobr e-tensiones, en general derivadas de fen6menos atmosfericos o de 01·igen externos, aunque tambien pueden tener origen en la red de distribuci6n, 3. det.erioro de los aislamientos.

4.03. SOBRE-CORRIENTES Tipos de sobre-corrientes Cada elemento que consume energia electrica toma de la red o de la inst.alaci6n electrica ala cual se 1o conecta una determinada corriente para poder desanollar la funci6n que debe cumplir: p01· ejemplo una lampara, para emitir una cierta cantidad de luz; una estufa, una cantidad de calor, etc. Esa corriente se denomina: corriente nominal. Con respecto a las corrientes nominales se pueden establecer, aquellas que son ligeramente superiores o bien las que son muchas veces superiores. En el primer caso se trata de una sobre-cot·riente y en el segundo de un cortocircuito. En las sobre-corrientes, el tiempo de actuaci6n de las mismas es un factor asociado a su naturaleza, es asi que se, definen: • corrientes de sobrecarga o sobre-intensidades de larga duraci6n, • corriente de sobrecarga de breve duraci6n.

La protecci6n de las personas y los bienes

117

Protecci6n contra las sobre-corrientes En el capitulo correspondiente hemos visto la utilizaci6n de los distintos elementos especificos para efectuar las. correspondienies protecciones.

4.04. SOBRE-TENSIONES Definiciones La sobre-tensi6n es una elevaci6n del valor de la tension por encima de los nominales. Recordemos que la tension nominal en baja tension es de 220 volt para la distribuci6n monofasica y 380 volt para la trifasica. La elevaci6n de la tension provoca deterioro en los aislamientos de los receptores, lo cual dependera naturalmente del valor que tome esa sobre-tensi6n. El origen de las sobre-tensiones es variado, pudiendose enumerar: 1. de origen atmosferico, por impacto directo o indirecto de un rayo

y las correspondientes inducciones, 2. contacto de un sistema de mayor tension con uno de menor, 3. interoas, a unque menos frecuentes en los sistemas de baja tension, son debidas a maniobras en los sistemas electricos.

4.05. CONEXION A TIERRA DE LAS INSTALACIONES ELECTRICAS Introduce ion Las instalaciones electricas de baja tension (basta 1000 V 50 Hz), necesitan desde un punto de vista funcional una conexi6n a tierra. Las diversas formas esUm normalizadas y se muestran a traves de los distintos esquemas que siguen. A continuaci6n h aremos una descripci6n funcional, a los fines de introducirnos en la importancia que tiene su vinculacion con la seguridad. En el Capitulo No 1 ya habiamos adelantado algunas definiciones al respecto a continuaci6n ampliaremos el tema y lo relacionaremos con las protecciones de las personas, seres vivos y las instalaciones.

1 18

lnstalacwnes electricas - M. A. Sobrevila y 1\. L. Farina

Conexi6n a tierra Todas las instalaciones electricas de baja tension, estan vinculadas funcionalmente con la tierra, aun aquellas que se denominan "aisladas de tierra". Esta vinculacion se puede materializar de diversas formas, cada una de las cuales bani que la instalaci6n electrica presente ciertas caracterfsti.cas frente a las perturbaciones que se puedan succder y ala acci6n de las protecciones. Entendiendo como tal a los contactos que puedan realizar los seres vivos con cables activos o en caso de un cortocircuito. Estas vinculaciones entre las instalaciones electricas y tierra se gralican a tr·aves de los denominados ESQUEMA DE CONEXlON A TIERRA tam bien conocidos como Sistemas o reg:imenes de Neuiro, a lo que denominaremos simplificadamente ECT. Los esquemas de conexi6n a tiena (ECT) estan establecidos en Ia norma IRAM 2379 (Clasificaci6n segz'tn la conexi6n a t1:erra de las redes de alimentaci6n y de las masas de las instalaciones elictricas). Este tema, es iratado en Ia Reglamentacion para la Ejecuci6n de lnstalaciones Electrica en Inmuebles de la Asociaci6n Electrotecnica Argentina (RIEI) en su ftem 771.3 titulado Descripci6n de los esque· mas de cone:x:i6n a tierra. El ECT es un aspecto, al cual lamentablemente no se le presta Ia debida atenci6n. Las razones, pueden ser varias: tal vez por que es poco visible fisicamente, yen general funcionalmente noes destacable mienb:as no se presentan fallas, sin descartar tampoco el desconocimiento del tema. Luego de haber adoptado un determinado esquema es necesario mantenerlo en el tiempo, para lo cual habra que evitar que sea vulnerado por el apu.ro de solucionar las fallas que se presentan.

Esquemas de co nexi6n a tierra (ECT) Los esque.mas de conexi6n a tierra normalizados definen las for· mas de conexi6n a tiel'ra de las redes de alimentaci6n y de las masas de las instalaciones electricas. Entendiendo como masas, a aquellas partes metalicas conductoras de la instalaci6n electrica (o componentes de Ia misma) que nonnalment.e no estan bajo tension y por ende accesible, pero que puedan adquirir un potencial con respecto a tierra en el caso de una falla del aislamiento.

La protecci6n de las personas y los bienes

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Los ECT son los que se listan a continuaci6n. • Esquema de conexi6n a tierra TT (Figura N° 4.01) • Esquema de conexi6n a tien-a TN, el cual presenta las siguientes variantes: TN-S, TN-C y TN-C-S.

Sig!as estas, que de acuerdo a Ia norma IEC 60364, tienen el siguiente significado. • Primer a lett·a: indica la situaci.6n del neutro de la alimentaci6n, 1·especto a la puesta a tierra, pudiendo ser las 1etJ·as T e I . T: conex16n directa del neutro con la puesta a tierra, 1: aislamiento de todas las partes activas por conexi6n a tierra o por conexi6n a traves de una impedancia. • Segunda letra: indica Ia situaci6n de las masas de la instalaci6n respecto de a la puesta a tieiTa. Pudiendo ser: T: masas conectadas directamente a tierra, N : masa conectadas al neutro de la instalaci6n y estas a tieiTa. • Tercer a let r a: S: el cable neutro (N) esta separado del cable de protecci6n electrica (PE) y ambos separados. C: las funciones de ncutro y de protecci6n estan combinadas por un solo cable (PEN), situaci6n combinada.

Fi gur a N" 4.01 Esquema TT

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lnstaladones eh§clricas - M. A. Sobrevila y A. L. Fari na

Dado que la RIEl hasta ahara esta dirigida solo a los inmuebles destinados a viviendas, oficinas y locales unitarios no hace menci6n al ECT IT, en el cual el neutro del sist ema esta ai.slado de tierra. Es· te ultimo, se utiliza en uquellas instalaciones industriales donde existe alto riesgo de contacto directo y tambien en donde la continuidad del proceso y la sensi bilidad de las per sonas son criticas, como en las I nstalaciones Electricas destinada a los establccimientos hospitalarios. Recordamos que la RIEl, establece que: "el esquema a tierra exigido para las instalaciones electricas de los mmuebles tratados en esta secci6n y atendido desde la red publica de alimentaci6n es el TI', ..." Se trata del sistema mas ampliamente utilizado en nuestro pa(s.

4.06. RIESGO ELECTRICO lntroducci6n

Entendemos por riesgo a la proxim id a d d e un d aiio. Si ahara decimos: riesgo electl'ico sabremos entonces que quer emos significar: e s Ia proximidad de un daiio d ebido a la ele ctricida d . Consecuentemente con lo q ue hemos venido diciendo respecto de la utilizaci6n de la energia elecbica para la vida de la humanidad, podremos afirmar que los seres vivos y los bienes estan expuestos a los posiblcs daii.os derivados del uso de esta forma de energia. En este capitulo nos ocuparemos de la protecci6n de los seres vivos, entendiendo como tal a estos efectos a los seres humanos y a los animales. Para que la corriente electrica pueda circular a traves del cuerpo humano ode cualquier animal, es necesario e imprescindible que accedan a algU.n elemento que pr esent.e una diferencia de potencial con respecto a tierra. 0 sea que existan cuerpos que puedan ser electrizables o susceptibles de adquirir propiedades electricas y que otxos se la puedan comunicm. El contacLo de un ser vivo con algU:n elemento con potencial respecto de tierra e s un r iesgo d erivado de la utiliz aci6n d e l a e n er gia elect r ica.

La protecd6n de las persohas y los bienes

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Es asf entonces que, para no provocar daiios tenemos que tener un conocirniento seguro y claro de esto o sea certeza. A b·aves de esta parte del capitulo abordaremos los distinlos temas que hacen a esta consecuencia de las manifesLaciones de la energia electrica, comenzando con las definiciones.

Definiciones Parte activa Todo conducLor o parte conductora destinada a estar bajo tensi6n en condiciones norma1es de servicio.

Masa Parte conductora de un material o equipo clectrico, que nor malmente no csta bajo tension pero puede estarlo en caso de una falla.

Choque electrico Efeclo pato-fi:;iol6gico resulLante del paso de la corriente electrica a traves del cucrpo de un ser humano ode un animal.

Circuito terminal en inmuebles "Circuito electrico destinado a alimentru· d.irectamente a los aparaios o equ.lpos de ulilizaci6n o a los tomacorrientes".

Contacto directo Conlacto de personas o aninu1les con partes activas.

Contacto inclirecto Contacto de las personas o animales con masas que han quedado bajo tension dcbido a una falla de aislamiento.

Corriente cliferencial o corriente cliferencial residual o corriente residual "Suma algcbraica de los valores de corriente clectrica en todos los conductor es activos, en el mismo ~nstante en un punto dado de un circuito electrico de una instalaci6n electrica".

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lnstalaciones electncas - M. A. Sobrevila y A. L. Farina

Tierra Masa conductora de la tierra cuyo potencial electrico en cada ptmto se toma par convenci6n igual a cera.

Local seco (clasificaci6n AD 1) "Lugar en el cuallas paredes no muestran generalmente trazas de agua, pero pueden aparecer en cortos pedodos, por ejemplo en forma de vapor, y que se seca rapidamente por ventilaci6n.1'

Local humedo (c/asificaci6n AD2 y AD3) "Lugar con posibilidad de cafda vertical de agua o caida de agua pulverizo.da, con angulo superior a los 60° con respecto a la vertical."

Local mojado (clasificaci6n AD4, AD5 y AD6) ''Lugar con posibilidad de proyecciones o chorros de agua en todas las direcciones." Nota de los Autores: las defmiciones entre comillas con-esponden a! Vocabulario Electrotecnico Intemacional.

Protecci6n de los seres vivos La forma en que los seres vivos lleguen a tener contacto con partes conductoras bajo tensi6n es si tienen t.U1 contacto directo o indirecto. Es par ello que todos los equipos y aparatos deben tener protecci6n contra contactos directos e indirectos.

Proteccion contra contactos directos Consiste en tamar todas las medidas necesaria como para proteger a los seres vivos de un posible contacto con partes de la instalaci6n electrica bajo tension cuando esta en servicio.

Protecci6n contra contactos indirectos Consiste en tamar todas las medidas necesarias para que en caso de que las masas dcbido a una falla adquieran un potencial al cual puedan acceder los seres vivos, no los daiien.

La protecci6n de las personas y los bienes

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Protecci6n de las partes activas

lntroducci6n Esta protecci6n se puede lograr mediante alguna de las variantes que a continuaci6n se detallan. No todas las medidas de protecci6n son aplicables en los inmuebles que trata esta obra, por lo que, solo se las menciona y se da una breve descripci6n de cada una de elias. El texto completo debe ser consultado en Ia RIEL

Protecci6n contra las partes activas Las partes activas deberan ser recubiertas con un aislamiento que solo pueda ser retirado o eliminado si se destr uye. Este aislamiento debe tene1·la resistencia adecuada al medio en donde se instale el equipo e aparato que lo utilice. El aislamiento debe poder soportar las exigencias: electr:icas, mecanicas, termicas y quimicas. El aislanriento de cada equipo o aparato debe satisfacer las condiciones de rigidez dielectrica acorde a su clase o funci6n.

Protecci6n por medio de barreras o envolturas Otro Lipo de protecci6n, se logra mediante el empleo de barreras o envolturas disefiadas de modo tal que no se pueda lograr un contacto con las partes activas. Se exige 1m grado de protecci6n minima de IP4X (norma IRAM 2444) para aquellas partes que sean mas facilmente accesibles. Estos elementos deben ser fi.jados convenientemente y poseer la suficiente rigidez como para asegurar su funci6n con el transcurso del Liempo y fundamentalme11te deben estar construidos en forma acorde con el ambiente en el cual estan instalados. Para retirar o abrir cualquie1· tipo de barrera o envoltura es necesario que no haya tension en las partes activas y que esta operaci6n requiera de herramientas o haya que abrir cerraduras.

Protecci6n por puesta fuera de alcance Esta destinada a poner fuera de alcance a las partes activas de quienes puedan hacerlo inadvertidamente.

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lnstalaciones electricas - M.A. Sobrevi la y A. L. Farina

Estas :;:onas se defmen de acuerdo al volumen delluga.r. EJ tema esta mas relacionado con las instalaciones de maniobra o distribuci6n de la energia electrica que con los inmuebles destinado a viviendas.

Protecci6n par media de abstacu/os Los obstaculos cum.plen la funci6n de i mpedir Los contactos fortuitos con las partes activas, lJero no los jntencionales. Estos pueden ser clesmontablcs sin }a ayuda de herramientas o cerradur as, pero deberan ser constrwdos de modo que sean reUrados involuntariamente.

Protecci6n por dispositivos a corriente diterencial de fuga Es de fundamental importancia compr ender dice ]a utilizaci6n de estos disposilivos no es una medida de protecci6n completa contra los contactos directos, sino que esta desLinada s6]o a aumentar o complement.ru· otras medidas de protecci6n contra contactos directos o cboques clectricos durante el servicio normal y, por lo tanto, no exime en modo alguno del empleo de por lo menos una del resto de las medidas de segu· ridad enunciadas, pues, por ejemplo, este metodo no evita los accidentes pl·ovocados por contacto simultaneo de dos partes conductoras activas a potenciales diferentes. Tambien debe tenerse en cuenta que todo circu1to term-inal debera estar protegido por un interruplor a corriente diferencia. de fuga con sensibilidad maxim a de 30 rnA, de actuaci6n no retardada (instantanea).

Preferencia en Ia se/eccion de Ia proteccion contra los contactos directos Habiendo enum e1·ado los Lipos de protecciones se hace necesario estnblecer un orden de prefe.rencia paru los mismos. El cnal sc estable.ce de Ia siguiente manera:

• Primero: protecci6n por ais]amiento de las pal'tes activas. • Segundo: pr otecci6n por medio de ban·eras o cnvolturas. • Proteccion s uplementaria (puede existit adicionalmente a alguna o a todas las anteriores). • Protecci6n pm· medio de obs hioulos, pOJ· ejemplo los tomacorrientes con pantalla de protecci6n contra la inserci6n de cuerpos extranos.

La protecci6n de las personas y los bienes

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• Protecci6n complementaria: conj untamente con alguna o todas las anteriores. los dispositivos a corriente difcrencial de fuga, instantnneos de 30 mA.

Protecci6n contra los contactos indirectos por corte automatica de Ia alimentaci6n Se emplean para eliminar la falla antes de que se pueda producir un dano pato-fisiol6gico peligroso sobre los seres vivos, a consecuencia de Ia magn:itu d y duraci6n del contacto. En el ECT denominado T'r solo se podran utilizar dispositivos de corriente di ferencia l, no permiLiendose el empleo de dispositivos de protecci6n contra sobre-corrientes, ya que la protecci6n contra los conLactos contra los contactos indircctos por medio de dispositivos de protecci6n conLTa sobre-intensidades seria solamente aplicable si la resisLencia R de las Lomas de tierra (que forman parte de la impedancia dellazo de falla) es muy bajas; debido a que las mismas son de muy dilicil obtencion y que nose puede garaniizar la permanencia de su valor en el tiempo, la protecci6n contra los contactos indirectos en el esquema TT solo podni realizarse por medio de dispositivos diferenciales. Debemos resaltar que el corte automatico, por medio de intenuptores diferenciales, silve tambieu para evitar Ia generacion de un incendio pc>r los efectos de la corriente de fuga a tierra.

Efectos de Ia corriente electrica sobre los seres humanos Medidas de protecci6n En primer lugar, digamos que sobre medidas de seguridad para las personas, se recomiendn consultar la RIEI y la Norma lRAM 2371, titulada Efectos de ] pas o de la corrie nte e lectrica por el cuerpo humano. Esta ultim a , se corresponde con la publicaci6n NQ 479 - 1 (1.984) de la Inlernational Electrical Commission CIEC). Conforme estos estudios, el peligro es funci6n de dos factores: • El valor de la corrienLe, en ampere (A). • El tiempo de aplicaci6n al cuerpo humano, en segtmdos (s). Sobre Ia base de estos dos valores se han trazado curvas de los efectos producidos, que sirven de guia a quien quiera estudiar este tema.

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lnstalaciones electricas- M.A. Sobrevila y A. L. Farina

Pero de todos modos, los protectores diferenciales que se fabrican, tienen sus valores de ajuste calibrados para asegurar la protecci6n adecuada. Una corriente de 30 miliampere (30 mA =0.03 A) no origina pro· b1emas a una persona si se aplica un tiempo igual o inferior a 1000 milisegundos (ls). En vez, en el otro extrema de la situaci6n, una con-iente de 100 miliampere (0,1 A) durante 30 milisegundos (30 ms) tampoco produce peligro. Esto ha conducido a los fabricantes a p1·oducir interruptores diferenciales que accionan abriendo el circuito, con corrientes de 30 miliampere y tiempos de 30 milisegundos. Es un hecho ya aceptado que la corriente es la que provoca daiios al organismo, y la intensidad de esta es funci6n de la tension y de 1a potencia de la fuente generadora. Se estima que una coni.ente de 0,06 ampere puede producir efectos fatales, y por ello se toma conservativamente 0,03 ampere como la corriente maxima que puede tolerar el cuerpo humano. Esto noes defmitivo, ya que se han dado casos fatales con corrien· tes menores, y contrariamente, personas que han resistido valores muchos mayores. Las diferencias se deben a factores muy diversos, entre los cuales podemos citar; la dase de 6rgano del cuerpo que atra· viesa la corriente; el tiempo de duraci6n de esta; el estado fisico y psi· quico del individuo; la naturaleza de la corriente y la frecuencia. Todos estos valores gravitan sobre el valor tecnico que define al individuo, y que es su resistencia. Los estudios eJq)erimentales han conducido a datos muy diversos, pcro estadisticamente parece ser que la resistencia del cuerpo humano en las peores condiciones est@. comprendida entre los 300 y 1000 ohm. A esta resistencia debe sumarse la resistencia de contacto, motivada por la imperfecta union del cuerpo humano con la parte bajo tension. El peligro de la corriente electrica cuando atraviesa el cuerpo huma· no, puede traducirse por determinados limites que aparecen a medida que crece Ia intensidad de la corriente, de acuerdo ala Tabla N° 4.01. Los efectos fisiol6gicos de la corriente pueden ser de dos tipos: los cardiacos y los tetanicos. Los primeros consisten en una alteraci6n del titmo normal en la marcha del coraz6n, motivado por el paso de Ia corriente electrica por ese 61·gano. Estos casos suelen ser fatales en su mayor parte. Pueden sttbsanarse unicamente con masajes al coraz6n o apl.icando excitaciones electricas de r:itmo apropiado. Los segundos se deben a la excitaci6n de la electricidad sobre los centros nerviosos, moti· vando una contraccioo muscular. Si so opera sabre los mtisculos respi-

La protecci6n de las personas y los bienes

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TABLA N Q4.0 L.

EFECTOS DE LA CORRIENTE ELECTRICA SOBRE EL CUERPO HUI\-JANO INTENSIDAD DI~ LA CORRJENTE

EFECTO

[mA)

Paro canliaco

De cfeclo mortal

75

Fibrilaci (/)

0 0"

~.

5

iii '< )>

!

D

1

0

2

0

0

~

::J

Dl

Elevado

5

Unica

2

Superior

6

Unica

2

2

2

-'--

-

--

0

1

0

0

1

1

197

Proyecto de las instalaciones electricas

TABLA No 7.03. NUMERO MiNIMO DE BOCAS (PUNTOS DE UTILIZACJON) DE LAS VIVlENDAS ELEdTRIFICACION MiNIMA JLUMINACION TOMACORR. ILUMINACJON TOMACORR. AMBIENTE USOGENERAL USOGENERAL USO ESPECIAL USO ESPECIAL TUE lUG TUG IUE Sala de estar

ycomedor Dormitorio Sup. >10m2

1 por cada 18 roll 1 por cada 6 m2 o fracci6n o fracci6n Minimo: 1 Minimo: 2

0

0

1

2

0

0

1

3

0

0

Dormitorio Sup~36 m2

2

3

0

1

Cocina

1

3+2 tomacorrientes pI electrocl

0

0

Bafio

1

1

0

0

Vestfbulo

1

1

0

0

0

0

0

1

0

0

Dormitorio 86 >Sup ~10m2

Pasillo Lavadero

1 por d5 m o fracci6n

1

TABLA N" 7.04. NUMERO MiNIMO DE BOCAS (PUNTOS DE l.JTILIZACI6N) DE LAS VIVIENDAS ELECTRIFICACION MEDIA ILUMINACI6N TOMACORR. ILUMINAClON TOMACORR. AMBIENTE USOGENERAL USOGENERAL USO ESPECIAL USO ESPECIAL lUG TUG IUE TUE Sala de estar 1 por cada 18 m2 1 por cada 6 m2 o fracci6n o fracci6n ycomedor Minimo: 1 Minima: 2

0

0

Dormitorio Sup.< 10m2

0

0

1

2

lnstalaclones el~ctricas- M. A. Sobrevila y A. L. Farina

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TABLA N" 7.04. (continuaci6n) JLUMINACI6N TOMACORR. ILUMINACI6N TOMACORR. AMBIENTE USO GENERA.L USOGENERAL USO ESPECIAL USO ESP ECIAL I UE TUE lUG TUG Dormitorio 36 >Sup.

1

3

0

0

Dormitorio Sup >36m2

2

3

0

0

Cocina

2

tomacorrien tes plelectrodom.

0

0

Bano

1

1

0

0

Vestibulo

1

1 por c/12 mll o fracci6n Mi~.imo: 1

0

0

Pasillo

1 por c/5 m de longitud Minimo: 1

1 pol' c/5 m de longitud Mlnimo:l

0

0

Lavadero

1

2

0

1

~10m2

3+2

TABLA N" 7.05. NUMERO MtNIMO DE BOCAS (PUNTOS DE UTILIZACI6N) DE LAS VIVIENDAS ELECTRIFICACI6N ELEVADA Y SUPERIOR ILUMINACI6N TOMACORR. ILUMINACI6N TOMACORR. AMBIENTE USO GENERAl. USO GENERAL USO ESPECIAL USO ESPECIAL TUE TUG I UE lUG

Sala de estar ycomedor

1 por c/18 m~ o fracci6n Mfnimo: 1

1 por c/6 m2 o fracci6n Mfnimo: 2

0

Dormit01·io Sup. 36m~

~10m2

Dorm ito rio Sup. >10m2

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Proyecto de las instalaciones electricas

TABLA N" 7.05. (Continuaci6n) 1LUMINACI6N TOMACORR. 1LUMlNACI6N TOMACORR. AMBIENTE USOGENERAL USOGENERAL USO ESPECIAL US~ ESPE