miércoles, 27 de mayo de 2020

Distribución eléctrica a 5 hilos


La distribución eléctrica a 5 hilos, es un término técnico para indicar que se utilizan 5 conductores  en el suministro  de  la energía eléctrica al interior de una fábrica.

Distribución eléctrica a 5 hilos


Cuatro de estos conductores transportan la electricidad desde la subestación hasta los puntos de consumo.

3 conductores son nombrados líneas vivas y en los diagramas se identifican con las letras L1, L2 y L3

El cuarto cable eléctrico es llamado  conductor neutro  “N”. 

Tensiones de salida de la subestación industrial

Los conductores que alimentan las fabricas salen de una subestación, en ella el transformador  proporciona  dos valores de tensión (127 y 220 voltios), que son requeridos por los equipos y maquinas eléctricas industriales.

Aunque una gran mayoría utiliza estos valores de tensión, también hay algunas industrias  que emplean otros valores de tensión mas altos por ejemplo 440 voltios.

Transformador con 4 conductores de salida

Con el fin de mantener la calidad del suministro eléctrico,  se realiza una conexión conocida como neutro a tierra (NT).

Consiste en conectar un conductor de la salida X0 del transformador a una varilla de tierra. Con esto se eliminan variaciones de tensiones.

Función de los conductores

El quinto conductor llamado conductor a tierra o simplemente “Tierra”  tiene función de seguridad, evita descargas eléctricas  a los usuarios.

El conductor a tierra “T” solo conducirá electricidad ante una falla y la trasladara de la estructura metálica del equipo o maquinaria hacía la instalación a tierra.

Este conductor no tiene utilidad de alimentación de tensión, lo cual no le resta importancia dada su función de  “salvar vidas”.

Soportes de conductores eléctricos

Los soportes de conductores son diversos  tipos, materiales y acabados.

Deben también soportar  ambientes industriales y cumplir con requerimientos de  seguridad e higiene.

Nombre de conductores 

En México los conductores se identifican utilizando el color del aislante, en conductores  vivos L1, L2 y L3 se señalan con el color negro, para el  conductor neutro se emplea el color blanco y color  verde para distinguir al conductor a tierra.

Alimentación al tablero de control

Solo las tres líneas vivas pueden ser  interrumpidas,  abriendo el interruptor cuando la máquina no está en funcionamiento. 

O bien se interrumpen cuando se dispara el interruptor termomagnético ante una falla.













martes, 19 de mayo de 2020

Conexión del contacto tierra aislada


En la  conexión del contacto tierra aislada solo hay continuidad de  la terminal redonda del tomacorriente a la toma de tierra aislada.
Conexión del contacto  tierra aislada
El contacto tierra aislada fue diseñado para eliminar las intromisiones de señales de campos electromagnéticos que son producidas en el uso de la electricidad.

Estas interferencias afectan el funcionamiento de algunos aparatos, en equipos  de audio introducen zumbidos desagradables y en equipos de diagnóstico médico pueden provocar errores en su lecturas.
Isolated ground receptacle

La tierra de seguridad utilizada en los contactos comunes hace la función de una gran antena,  y trasladan el ruido eléctrico a equipos muy sensibles.

El sistema de tierra aislada elimina gran parte del ruido eléctrico, es independiente y pequeña longitud. 

El contacto tierra aislada se marca con un triángulo naranja junto a la terminal redonda.


Contacto  tierra aislada
La  entrada  redonda del contacto se comunica a la terminal de tierra  y no comparte continuidad  con su chasis de montaje.


Del tornillo terminal color verde únicamente se conecta el conductor de tierra aislada a la toma de tierra.
Contacto común y contacto tierra aislada
Las normas señalan que el conductor a tierra aislada  siempre debe estar cubierto, su aislante puede ser de color verde pero debe ser diferente al verde del sistema de tierra de seguridad.

De manera que se identifique un sistema de tierra del otro, ya que tienen funciones distintas.

Algunas regulaciones son más estrictas señalan que el aislante del conductor debe ser de color verde con franjas amarillas o de color naranja/café.
Tomacorriente tierra aislada
El hecho de tener un sistema de tierra aislada  no elimina el requisito de contar también con el sistema de tierra de seguridad.

La tierra de seguridad se conecta en la caja de conexión y montaje; la tierra de seguridad  nunca se conecta al contacto tierra aislada.
Contacto tierra aislada en equipo médico
En la imagen  contacto tierra aislada en equipo médico se observa, los espacios que comparten con otros sistemas a tierra.

Los sistemas de tierra cumplen diferentes funciones y salvo que tienen en común solo la tierra del suelo, no comparten otro punto de unión eléctrica.

Las funciones de las puestas a tierra son:

a)   Neutro a tierra en la alimentación protección contra variaciones de tensión.
b)   Tierra de seguridad protección contra descargas eléctricas (toques)
c)   Tierra aislada eliminar interferencias electromagnéticas (ruido eléctrico)

Contactos comunes y contacto tierra aislada
El conductor de tierra aislada en su ruta hacia tierra puede pasar por centros de carga y distribución, en ellos no hay conexión a partes metálicas.

Tierra aislada sin conexión en centro de carga
Tal vez por su similitud y porque nos hemos  acostumbrados a ver a los tomacorrientes  con “sistema de tierra  de protección”, provoque dudas sobre su funcionalidad  y  su eficacia.

Los tomacorrientes tierra aislada son relativamente nuevos  y tiene un enfoque  de funcionalidad es una “tierra técnica”.

Sus características  fueron abordadas con la valiosa colaboración del Ingeniero Sergio Elías Reyes Medina en tomacorrientes tierra aislada.








lunes, 11 de mayo de 2020

Tomacorrientes tierra aislada


Los tomacorrientes tierra aislada  se diseñan de manera especial para eliminar el ruido eléctrico.
Tomacorrientes tierra aislada
En el contacto tierra aislada, solo hay continuidad de la terminal  redonda del contacto a la toma de tierra. 

No se comparte contacto con partes metálicas (como cajas de registro, tuberías y chasis de montaje) tal y como lo hacer el contacto común con sistemas de conexión a tierra de seguridad.

El tomacorriente común  es destinado para evitar descargas eléctricas "toques".
Contacto con tierra aislada
La idea es tener un sistema de tierra único para este contacto específico.

Este sistema de tierra único está  separado  del sistema de tierra de seguridad  de allí su nombre de "tierra aislada".

La razón es que por la tierra de seguridad, los contactos comunes trasportan las interferencias de los campos electromagnéticos producidas por el uso de la electricidad.
Interferencias de campos electromagnéticos
La  tierra de seguridad sin desearlo  hace funciones de una gran antena, que  en su largo recorrido por toda la  instalación eléctrica,  capta una gran cantidad de  señales no deseadas.
Instalación con contactos de uso habitual
El paso de la corriente por los conductores de línea viva y neutro  generan campos electromagnéticos, estos campos inducen voltaje en el conductor a tierra de seguridad. 


La tensión inducida, es llamada voltaje de inducción a tierra "GVI" ( Ground Voltage Induction), y suele no crear problemas por lo que  pocas veces es analizado.

 El  voltaje de inducción  a tierra  produce ruido eléctrico,  que afecta  la lectura en aparatos de diagnóstico médico y produce zumbidos en salidas de audio.
Ground Voltage Induction
Para este problema se utiliza el contacto  tierra aislada.  

La  tierra aislada es una "tierra técnica"  que  presenta  un recorrido corto de descarga para del ruido eléctrico.
Instalación con contactos de uso habitual y contacto tierra aislada
Y en conclusión a tramos mas corto a tierra hay menor voltaje inducido en el conductor tierra aislada y menor ruido.

 Eliminándose así gran cantidad de intromisiones de señales, gracias a proporcionarle un  pequeño recorrido hacia la tierra aislada.  
Isolated ground outlet
Los contactos con tierra aislada IG (Isolated ground) tienen su aplicación solo en la alimentación eléctrica de  equipo muy sensible, donde el ruido eléctrico interfiere  su funcionamiento. 

Contacto tierra aislada en equipo médico
 Los contactos de tierra aislada son fácilmente adquiribles y debemos utilizarlos  con las funciones técnicas de su diseño. 

El contacto tierra aislada físicamente se parecen a su hermano el contacto polarizado con conexión a tierra de seguridad, no hay diferencias en cuanto a formas de entradas,

Contactos polarizados  tierra aislada y tierra de protección contra descargas
  El contacto  tierra aislada se identifica con el marcado de un triángulo naranja junto a la entrada de conexión a tierra.

La instalación del contacto tierra aislada  es competencia de un electricista calificado con conocimientos de sistemas de tierra de seguridad y de tierra técnica (aislada).
Contacto con tierra aislada mal aplicado
     La tierra de seguridad y la tierra técnica  comparten algunos espacios, esto lo analizaremos a detalle después cuando abordemos  la conexión del contacto tierra aislada.


Agradezco la colaboración del Ingeniero Sergio Elías Reyes Medina instructor del área de Mecatrónica del Centro Mexicano Francés del Conalep, de Gómez Palacio Durango.










jueves, 7 de mayo de 2020

Puesta a tierra de equipos residenciales


La puesta a tierra de equipos residenciales, evita variaciones de tensión  o protege contra descargas eléctricas. 
Puesta a tierra  de equipos residenciales
En una puesta a tierra  se hace una conexión directa  con un conductor de una terminal metálica del equipo a la toma de tierra.


En la “toma de tierra”, se utiliza una varilla especial, enterrada en el suelo y un conector para cable.

El conductor a tierra se identifica por su aislante de color verde, o de color  amarillo con franja verde o sin aislante (desnudo).
Puesta a tierra
La puesta a tierra debe cumplir con los requisitos del artículo 250 “Puesta a tierra y unión” de la Norma Oficial Mexicana -NOM-001-SEDE-2018.

“250-4. Requisitos generales para puesta a tierra y unión.”

1) Puesta a tierra de los sistemas eléctricos. Los sistemas eléctricos que son puestos a tierra se deben conectar a tierra de manera que limiten la tensión impuesta por descargas atmosféricas, sobretensiones en la línea, o contacto no intencional con líneas de tensión mayor y que estabilicen la tensión a tierra durante la operación normal.”
Conexión neutro a tierra
Para conservar  su condición de “conductor neutro”,  este en la alimentación se conecta  a la base del medidor y de allí a una toma de tierra.

Esta instalación se  conoce como conexión neutro a tierra.

No olvidemos que alimentación monofásica forma parte de un sistema mayor,  bifásico o trifásico.

Y que la conexión y desconexión de equipos en un área, provoca desbalanceo de cargas, de corrientes y de tensiones  en otras áreas del sistema.
Diagrama simplificado del sistema de alimentación
 Si no  aterrizamos el conductor neutro en la alimentación “el neutro no es cero” y en sus terminales tendríamos variaciones de tensión.

Continuando con las regulaciones de la citada la norma;

 “2) Puesta a tierra del equipo eléctrico.

 Los materiales conductores que normalmente no transportan corriente, que encierran a los conductores o equipo eléctrico, o que forman parte de dicho equipo, deben estar conectados a tierra con el fin de limitar la tensión a tierra en estos materiales.”
 
Tomacorriente puesto a tierra
Las partes metálicas  no aterrizadas ante una falla se ponen a potencial, es decir que hay tensión de la parte metálica al piso.

 Que al tocarlas con nuestro cuerpo provocan  descargas  eléctricas ya que formamos parte de un circuito.

Estas descargas pueden ser mortales.

Las descargas (toques) se evitan creando un circuito de las partes metálicas hacia tierra.

De estar presente la corriente indeseable por falla de aislamiento o fallas accidentales seguirían un camino a tierra. 
Camino de descarga eléctrica
La terminal redonda de los tomacorrientes  y clavijas tiene la función de  continuar  la conexión desde  las partes metálicas del equipo hasta la conexión a tierra.

Tal-vez si eres muy observador te  preguntarías.

  ¿Qué pasa si falla el sistema de puesta a tierra?

Si el cable de tierra esta flojo o si se desconecta quedamos desprotegidos.

La respuesta es sí, y existe para esta posibilidad un tomacorriente con interruptor de falla a tierra.
Tomacorriente con interruptor de falla a tierra
Para completar esta  probable inquietud  les comparto el siguiente enlace.







sábado, 2 de mayo de 2020

Símbolos de tomacorriente en planos residenciales


Los símbolos de tomacorrientes en planos residenciales se utilizan para identificar su  tipo y el lugar en que debe ser instalados.
Símbolos de tomacorriente en planos residenciales
Los contactos  fueron  cambiado de materiales de baquelita o porcelana a  plásticos de diversidad de colores  en “línea decorativa” o para identificar función.

Las  regulaciones  técnicas y de seguridad modificaron también las entradas,  de contactos de dos entradas idénticas paralelas a los contactos polarizados que  obligan a conectar la clavija  en una sola posición, ya que uno de los polos (el neutro) es más grande.

Más tarde se agregó la terminal de conexión a  tierra, que además de protección contra descargas, permite conectar la clavija en posición única considerada “cero errores”.
Evolución de contactos
No obstante a los cambios,  en México utilizamos frecuentemente un solo símbolo para representar a los diferentes tipos de contactos.
Contactos eléctricos y símbolo 
Se hace necesario el agregar  al símbolo un número o una letra del lado derecho para indicar diferencias.

También se requiere  agregar  en el plano un cuadro descriptivo para  indicar las características que lo identifiquen.
Plano eléctrico
El plano es diseñado para ser utilizado por eléctricos calificados.

Podemos decir que en un  plano se  incluye información de un diseñador de una instalación eléctrica,  para  señalar a un técnico, donde y que tipo de dispositivo va instalar. 
Símbolos de contactos utilizados en México
No olvidemos que no es un diagrama de conexiones por lo que no están indicadas las terminales de los contactos.
Outlet symbol electrical
La simbología Estadunidense es mas completa y permite señalar cuando los tomacorrientes  van montados en pared (no siempre obvio), son las líneas que salen a la izquierda.

Las regulaciones Norteamericanas son más rígidas, al menos nos indicarían  que estamos cometiendo fraude (engaño al consumidor), si ponemos un contacto  dúplex y no lo conectamos a tierra.
El cumplimiento con regulaciones
En la imagen plano eléctrico  he indicado que todos los contactos van a tierra, aunque en México en los contactos polarizados aterrizados “tipo B” no siempre lo hagamos, en otros países estaríamos cometiendo fraude.

La primera razón es que continuamos utilizando equipos con clavijas tipo “A”, televisores, cargadores de teléfonos celulares, etcétera, y la segunda es económica. 

Por lo que debemos ser extremadamente cuidadosos donde  la conexión a tierra  es obligada, como en los siguientes equipos de computo,  refrigeradores, hornos de microondas, lavadoras y aparatos de aire  estos deben ser  conectados e instalarlos correctamente.

Y debemos utilizar  contactos con interruptor de circuito por falla  a tierra GFCI (ground fault circuit interrupter) en lugares donde son necesarios. https://coparoman.blogspot.com/2016/10/tomacorriente-con-proteccion-de-falla.html