INTRODUCCIÓN
Es de todos conocidos la importancia de la energía eléctrica en nuestra vida cotidiana, no se entiende nuestra forma de vida actual sin la corriente eléctrica. Esta cubre mucha de las necesidades que hacen nuestra vida más cómoda.
A bordo de los barcos ocurre lo mismo. En un principio la energía eléctrica se usaba solo en instalaciones de alumbrado, progresivamente fue sustituyendo a otras formas de energías para accionar bombas, calefacción etc. Las instalaciones eran de corriente continua, pero esta ha sido desplazada casi completamente por la corriente alterna. Aunque todavía existen barcos que debido a su poca potencia instalada, cubren sus necesidades de corriente eléctrica con pequeños alternadores acoplados al motor principal que rectifican la corriente a continua. Las instalaciones eléctricas en los barcos son muy variadas desde instalaciones de alumbrado, accionamientos de bombas, calefacción, alimentación de los aparatos de ayuda a la navegación, incluso hay barcos propulsados por motores eléctricos.
Un barco es desde el punto de vista eléctrico autónomo, en el sentido de que tiene alternadores que producen electricidad, la distribuye por medio de cuadros eléctricos y la consume.
La persona encargada del mantenimiento a bordo, además de mantener al motor principal y los sistemas auxilia-res, a de dominar todo lo relacionado con la instalación eléctrica ya que de esta depende que los demás servicios del barco sigan funcionando
A lo largo de este manual se tratan todos los aspectos de las instalaciones eléctricas a bordo, comenzando por una introducción a los fenómenos eléctricos, luego se estudiarán las máquinas que producen y consumen electri-cidad, su distribución y los elementos de control. También se verá la representación gráfica de las instalaciones eléctricas para poder interpretar la documentación técnica existente a bordo.
INDICE DE CONTENIDOS
UNIDAD DIDÁCTICA 1 NOCIONES BÁSICAS DE ELECTRICIDAD ... 1
INTRODUCCIÓN ... 2
OBJETIVOS ... 3
CONTENIDOS ... 4
1. Naturaleza de la corriente eléctrica ... 4
2. Resistencia eléctrica ... 4 3. Diferencia de potencial ... 5 4. Intensidad eléctrica ... 5 5. Clases de corriente ... 5 5.1. Corriente continua ... 5 5.2. Corriente alterna ... 5 6. Aparatos de medidas ... 5 6.1. Voltímetro ... 6 6.2. Amperímetro ... 7 6.3. Ohmiómetro ... 8 6.4. Polímetro ... 8 7. Circuitos eléctricos ... 8 7.1. Circuito serie ... 8 7.2. Circuito paralelo ... 9
8. Riesgos de la corriente eléctrica ... 10
8.1. Efectos de la corriente eléctrica ... 10
8.2. Intensidad de la corriente eléctrica ... 10
8.3. Primeros auxilios a accidentados por corriente eléctrica ... 11
RESUMEN DE LA UNIDAD ... 12
AUTOEVALUACIÓN ... 13
UNIDAD DIDÁCTICA 2 INSTALACIONES DE ALUMBRADO ... 15
INTRODUCCIÓN ... 16 OBJETIVOS ... 17 CONTENIDOS ... 18 1. Instalaciones de alumbrado ... 18 2. Alumbrado general ... 18 2.1. Lámparas de incandescencia ... 18 2.1.1. Esquemas de conexiones ... 19 2.2. Lámparas fluorescentes ... 20
2.2.1. Circuito de lámpara fluorescente ... 20
3. Luces de navegación ... 21
4. Seguridad en el alumbrado ... 21
RESUMEN DE LA UNIDAD ... 22
AUTOEVALUACIÓN ... 23
UNIDAD DIDÁCTICA 3 ELEMENTOS DE CONTROL Y MANIOBRA ... 25
INTRODUCCIÓN ... 26
OBJETIVOS ... 27
CONTENIDO ... 28
1. Conductores ... 28
1.1. Constitución de los cables eléctricos ... 28
1.2. Tipos de cables eléctricos ... 29
1.2.1. Por el número de conductores ... 29
1.2.1.1. Unipolares ... 29
1.2.1.2. Multipolares ... 29
1.2.2. Por su tensión nominal ... 29
1.2.3. Por la sección del conductor ... 29
2. Pulsadores ... 29
2.1. Marcado de bornes ... 29
3. Interruptores y conmutadores ... 30
4. Relés ... 30
5. Contactores ... 31
5.1. Enclavamiento de contactores ... 32
5.1.1. Enclavamiento mecánico ... 32
5.1.2. Enclavamiento por pulsadores... 32
5.1.3. Enclavamiento por contacto auxiliar ... 33
6. Relé temporizadores ... 33 6.1. Temporización a la conexión ... 33 6.2. Temporización a la desconexión ... 34 6.3. Temporización a la conexión/desconexión ... 34 7. Detectores ... 35 7.1. Presostatos ... 35 7.2. Termostatos ... 35 7.3. Detectores de nivel ... 35 8. Lámparas de señalización ... 36
9. Prevención de riesgos en el manejo de las herramientas ... 36
9.1. Clasificación ... 36
9.2. Riesgos derivados ... 36
9.3. Prevención de los riesgos ... 36
RESUMEN DE LA UNIDAD ... 37
AUTOEVALUACIÓN ... 38
UNIDAD DIDÁCTICA 4 ELEMENTOS DE PROTECCIÓN ... 39
INTRODUCCIÓN ... 40
OBJETIVOS ... 41
CONTENIDOS ... 42
1. Tipos de anomalías en una instalación eléctrica ... 42
1.1. Sobreintensidades ... 42 1.2. Defecto de aislamiento ... 42 2. Fusibles ... 43 2.1. Tipos de fusibles ... 43 2.1.1. Tipo cuchilla ... 43 2.1.2. Tipo cilíndrico ... 43 2.1.3. Tipo D ... 44 2.1.4. Tipo DO ... 44 2.2. Referenciado de fusibles ... 44 3.Relé térmico ... 45
3.1. Funcionamiento del relé térmico ... 45
4. Interruptores magnetotérmicos ... 45
5. Interruptor diferencial ... 46
5.1. Funcionamiento ... 46
6. Seguridad eléctrica ... 46
6.1. Protección de los aparatos ... 46
6.2. Protección de las personas ... 47
6.2.1. Protección contra contactos directos ... 47
6.2.2. Protección contra contactos indirectos ... 47
RESUMEN DE LA UNIDAD ... 48
AUTOEVALUACIÓN ... 49
UNIDAD DIDÁCTICA 5 SÍMBOLOS Y ESQUEMAS ELÉCTRICOS ... 51
2.1. Esquemas de potencia ... 58
2.2. Esquemas de mando ... 59
2.3. Esquema general de conexiones ... 60
RESUMEN DE LA UNIDAD ... 61
AUTOEVALUACIÓN ... 62
UNIDAD DIDÁCTICA 6 DISTRIBUCIÓN DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA ... 63
INTRODUCCIÓN ... 64
OBJETIVOS ... 65
CONTENIDO ... 66
1. Cuadros eléctricos ... 66
2. Cuadros principales ... 66
2.1. Alojar los dispositivos necesarios para el acoplamiento de los alternadores ... 66
2.2. Alojar los elementos de protección de los alternadores ... 66
2.3. Distribuir la corriente a los demás servicios del buque ... 67
3. Cuadros eléctricos ... 67 3.1. Características más importantes ... 67 3.1.1. Dimensiones y formas ... 67 3.1.2. Materiales ... 67 3.1.3. Grado de protección ... 67 4. Cuadros de emergencia ... 68 RESUMEN DE LA UNIDAD ... 70 AUTOEVALUACIÓN ... 71
UNIDAD DIDÁCTICA 7 BATERÍAS ... 73
INTRODUCCIÓN ... 74
OBJETIVOS ... 75
CONTENIDO ... 76
1. Principio de funcionamiento ... 76
2. Acumuladores de plomo ... 76
3. Partes de una batería ... 76
3.1. Placas ... 76 3.2. Separadores ... 77 3.3. Electrolito ... 77 3.4. Vaso o recipiente ... 77 4. Proceso de descarga ... 77 5. Proceso de carga ... 77
5.1. Forma práctica de realizar la carga de una batería ... 77
6.Capacidad de una batería ... 78
6.1. Conexiones de una batería ... 78
6.1.1. Conexión en serie ... 78
6.1.2. Conexión en paralelo ... 78
7.Conservación y mantenimiento de una batería ... 78
7.1. Control del nivel del electrolito ... 78
7.2. Comprobación de la densidad del electrolito ... 78
7.3. Limpieza ... 79
8.Sulfatación de las baterías ... 79
9. Riesgos asociados al uso de baterías ... 79
9.1. Presencia de hidrógeno ... 79
9.2. Ácido sulfúrico ... 79
RESUMEN DE LA UNIDAD ... 80
AUTOEVALUACIÓN ... 81
UNIDAD DIDÁCTICA 8 GENERADORES ELÉCTRICOS ... 83
INTRODUCCIÓN ... 84
OBJETIVOS ... 85
CONTENIDO ... 86
1. Magnetismo ... 86
3. Generadores de corriente eléctrica ... 87
4. Generación de corriente en una espira ... 87
5. Dinamos ... 87
5.1. Disyuntor ... 88
6. Alternadores ... 88
6.1. Rectificación de la corriente generada ... 88
6.2. Regulador de voltaje ... 88
6.3. Elementos de un alternador ... 89
7. Protección de los alternadores ... 89
RESUMEN DE LA UNIDAD ... 90
AUTOEVALUACIÓN ... 91
UNIDAD DIDÁCTICA 9 MOTORES ELÉCTRICOS ... 93
INTRODUCCIÓN ... 94
OBJETIVOS ... 95
CONTENIDOS ... 96
1. Descripción ... 96
2. Motor de corriente continua ... 96
3. Motores asíncronos trifásicos ... 97
3.1. Constitución de los motores asíncronos trifásicos ... 98
3.2. Caja de bornes ... 98
3.2.1. Conexión en estrella ... 99
3.2.2. Conexión en triángulo ... 99
3.3. Placa de características ... 99
3.4. Arranque directo ... 100
3.5. Inversión de sentido de giro ... 100
3.6. Arranque estrella-triángulo ... 101
3.7. Conexión de un motor trifásico como monofásico ... 102
3.8. Averías y mantenimientos ... 104 3.8.1. Averías elétricas ... 104 3.8.2. Averías mecánicas ... 105 4.Seguridad eléctrica ... 105 RESUMEN DE LA UNIDAD ... 106 AUTOEVALUACIÓN ... 107
UNIDAD DIDÁCTICA 10 INSTALACION ELÉCTRICA EN MOTORES DIESEL ... 109
INTRODUCCIÓN ... 110
OBJETIVOS ... 111
CONTENIDO ... 112
1. Arranque eléctrico ... 112
2. Sistema de alarmas ... 113
2.1. Alarmas del motor ... 113
2.2. Alarmas generales ... 114
3. Parada del motor diesel ... 114
4. Seguridad de los motores ... 115
RESUMEN DE LA UNIDAD ... 116
AUTOEVALUACIÓN ... 117
UNIDAD DIDÁCTICA 11 PREVENCIÓN DE RIESGOS EN INSTALACIONES ELÉCTRICAS ... 119
3. Protección contra los efectos de la electricidad ... 123
3.1. Protección contra contactos directos ... 124
3.2. Protección contra contactos indirectos ... 124
RESUMEN DE LA UNIDAD ... 125
AUTOEVALUACIÓN ... 126
SOLUCIÓN DE LAS ACTIVIDADES ... 127
GLOSARIO DE TÉRMINOS ... 148
BIBLIOGRAFÍA ... 151
ANEXO: CUADERNILLO DE ACTIVIDADES Y SOLUCIONES ... 153
INDICE DE ACTIVIDADES ACTIVIDAD 1. Naturaleza de la corriente eléctrica ... 4
ACTIVIDAD 2. Medida con el voltímetro ... 6
ACTIVIDAD 3. Medida de intensidad ... 7
ACTIVIDAD 4. Medida de resistencia ... 8
ACTIVIDAD 5. Realizar circuito serie ... 9
ACTIVIDAD 6. Circuito paralelo ... 9
ACTIVIDAD 7. Instalaciones de alumbrado ... 18
ACTIVIDAD 8. Circuito conmutado ... 20
ACTIVIDAD 9. Montaje tubo fluorescente ... 21
ACTIVIDAD 10. Aparatos eléctricos ... 28
ACTIVIDAD 11. Circuito de iniciación ... 30
ACTIVIDAD 12. Realimentación de relé ... 31
ACTIVIDAD 13. Enclavamiento por pulsadores ... 32
ACTIVIDAD 14. Enclavamiento por contacto auxiliar ... 33
ACTIVIDAD 15. Temporización al trabajo ... 34
ACTIVIDAD 16. Temporización a la desconexión ... 35
ACTIVIDAD 17. Anomalías eléctricas ... 42
ACTIVIDAD 18. Anomalías de la corriente eléctrica y aparatos de protección ... 43
ACTIVIDAD 19. Tipos de fusibles ... 44
ACTIVIDAD 20. Símbolos eléctricos ... 54
ACTIVIDAD 21. Símbolos de aparatos ... 55
ACTIVIDAD 22. Marcado de bornes de los aparatos ... 56
ACTIVIDAD 23. Cuadros eléctricos ... 66
ACTIVIDAD 24. Cuadro de emergencia ... 69
ACTIVIDAD 25. Baterías ... 76
ACTIVIDAD 26. Control de carga de una batería ... 79
ACTIVIDAD 27. Generadores eléctricos ... 86
ACTIVIDAD 28. Campo magnético ... 86
ACTIVIDAD 29. Transformador ... 87
ACTIVIDAD 30. Rectificación de la corriente en un alternador ... 88
ACTIVIDAD 31. Motores eléctricos ... 96
ACTIVIDAD 32. Cambio de sentido de giro de un motor de corriente continua ... 97
ACTIVIDAD 33. Arranque directo de un motor trifásico ... 100
ACTIVIDAD 34. Inversión de giro ... 101
ACTIVIDAD 35. Arranque estrella triángulo ... 102
ACTIVIDAD 36. Motor trifásico con corriente monofásica ... 103
ACTIVIDAD 37. Montar motor trifásico en red monofásica ... 104
ACTIVIDAD 38. Comprobación de un motor ... 105
ACTIVIDAD 39. Arranque motores diesel ... 112
ACTIVIDAD 40. Alarmas del motor ... 113
ACTIVIDAD 41. Alarmas sentinas y tanque aceite hidráulico ... 114
ACTIVIDAD 42. Parada automática ... 114
ACTIVIDAD 43. Lámparas en paralelo ... 154
ACTIVIDAD 45. Lámparas en paralelo conmutada ... 156
ACTIVIDAD 46. Alumbrado temporizado ... 157
ACTIVIDAD 47. Arranque a distancia del motor ... 158
ACTIVIDAD 48. Motor polipasto ... 159
ACTIVIDAD 49. Bomba de achique automática ... 160
INTRODUCCIÓN
La energía eléctrica forma parte de nuestras vidas, el desarrollo de la humanidad no se entendería sin la energía eléctrica, ya que estamos rodeados de todo tipo de aparatos que utilizan esta forma de energía, que nos facilitan las tareas en el trabajo, hogar, ocio, etc.
Los efectos de la corriente eléctrica se conoce desde hace mucho tiempo, pero no es hasta hace relativamente poco tiempo cuando se a empezado a comprender su naturaleza y por lo tanto se han podido desarrollar y extender su uso hacia infinidad de campos.
A lo largo de esta unidad vamos a ver las magnitudes fundamentales que intervienen en cualquier circuito eléctri-co, así como los tipos de corriente que existen y la forma de distribuirla.
Un buen conocimiento de estos fenómenos y magnitudes nos facilitarán la compresión de otros conceptos más complejos que se verán a lo largo de este manual
OBJETIVO GENERAL
Conocer los fundamentos de la electricidad, en que consiste, sus magnitudes y diferentes formas de producción y distribución.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Conocer los fundamentos de la corriente eléctrica.
Conocer las tres magnitudes más importantes que intervienen en la corriente eléctrica, así como las unidades empleadas.
Conocer la diferencia entre corriente continua y corriente alternas
Distinguir entre circuito serie y paralelo, y conocer la diferencia de tensión e intensidad que circula por cada uno de ellos.
Ser consciente de los peligros que puede ocasionar la corriente eléctrica y las normas básicas para su prevención.
Está demostrado que todos los materiales están compuestos por unos elementos indivisibles llama-dos átomos.
Por convenio se le asigna a los protones una carga positiva y a los electrones una carga negativa. El número de protones y el de electrones son igua-les, por lo que los átomos en su conjunto no tienen carga eléctrica.
Existen otros materiales en los que los electrones es-tán firmemente unidos al núcleo y aunque le someta-mos a una diferencia de potencial estos no se mue-ven, son los que llamamos aislantes.
2. RESISTENCIA ELÉCTRICA
Hemos visto como la corriente eléctrica consiste en un flujo de electrones en un sentido determina-do, pero todos los materiales incluidos los con-ductores ofrecen una resistencia al paso de los electrones.
Entre los metales, el que menos resistencia ofrece al paso de los electrones es la plata, seguido del cobre y luego el aluminio.
1. NATURALEZA DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA
Actividad Nº 1
NATURALEZA DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA
Explica en que consiste la corriente eléctrica
Figura 1 Estructura del átomo
Figura 2 Comportamiento de los electrones de los átomos
Estos átomos están formados por un núcleo compuesto de protones y neutrones y unas par-tículas que giran alrededor de estos, de igual manera que los planetas giran alrededor del sol.
La unidad de medida de la resistencia es el Ohmio y se representa por la letra griega Ω.
3. DIFERENCIA DE POTENCIAL
Para que se produzca la corriente eléctrica en un conductor este debe estar sometido a una diferen-cia de potendiferen-cial.
Para explicar como se produce esto vamos a recu-rrir a un símil hidráulico, de la figura de la izquierda, si tenemos los dos tanques con el mismo nivel de líquido al abrir la válvula de comunicación no se pro-ducirá ningún desplazamiento de líquido. Pero si el nivel es diferente en cada tanque figura de la izquier-da al abrir la válvula de comunicación, se producirá una circulación de líquido del tanque con mayor
ni-vel al tanque con menor nini-vel. La unidad de intensidad es el amperio, y se representa por la letra A.
5. CLASES DE CORRIENTE
Se pueden distinguir dos clases de corriente según que la dirección del flujo de electrones sea siempre la misma o varíe con el tiempo, así tenemos: co-rriente continua y coco-rriente alterna.
5.1. CORRIENTE CONTINUA
Es aquella donde los electrones circulan siempre en el mismo sentido, como por ejemplo las producidas por una dinamo, una batería o una pila.
5.2. CORRIENTE ALTERNA
Es aquella donde el sentido de movimiento de los electrones cambia de sentido cada cierto tiempo. En Europa el cambio de sentido se realiza 50 veces por segundo, y este tipo de corriente es producido por los alternadores.
Diferencia de potencial: Para conseguir que se produzca circulación de corriente es necesa-rio que exista una diferencia de potencial, que propicie esta corriente
Esto es lo que ocurre en un circuito eléctrico si en-tre los dos exen-tremos de un conductor existe una diferencia de potencial se produce una circulación de corriente eléctrica. Si el potencial es el mismo, no se producirá el paso de corriente.
La diferencia de potencial se mide en voltios y se representa con la letra V.
mayor cantidad de agua pasará por segundo. Y en segundo lugar a la resistencia del circui-to; cuanto mayor sea la resistencia menor cantidad de electricidad pasará. Volviendo al símil hidráulico, si en la tubería que une los dos tanques le hacemos un estrechamiento el caudal será menor aunque la diferencia de alturas sea igual.
Intensidad de corriente: Es la cantidad de electricidad que pasa por un conductor
TIPOS DE CORRIENTE
CORRIENTE ALTERNA
4. INTENSIDAD ELÉCTRICA
Como hemos vistos cuando a un circuito eléctrico se le aplica una diferencia de potencial, se establece una circulación de electrones o corriente eléctrica, la in-tensidad eléctrica representa a la cantidad de elec-trones por segundo que pasa por ese conductor. La cantidad de electricidad que circula por el circui-to depende de dos faccircui-tores.
En primer lugar depende de la diferencia de potencial en el circuito; volviendo al símil hi-dráulico, cuanto mayor sea la diferencia de
altura entre los dos tanques de la figura 3 Figura 5 Corriente alterna Resistencia: Es la oposición que presentan los
conductores al paso de la corriente eléctrica
Figura 3 Símil hidráulico de la electricidad
Figura 4 Símil hidráulico de la resistencia.
6. APARATOS DE MEDIDAS
Para conocer los valores de todas estas magnitu-des que nos encontramos en un circuito eléctrico se dispone de distintos aparatos de medidas.
6.1. VOLTÍMETRO
Es el aparato que nos sirve para medir la diferencia de potencial entre dos puntos del circuito, para realizar la medida con este aparato hay que poner los terminales del mismo en paralelo con el objeto a medir.
Medidas con el voltímetro: Para medir con el voltímetro debemos colocar los terminales del aparato de medición en los extremos del elemen-to que queremos realizar la medición
Actividad Nº 2
MEDIDA CON EL VOLTÍMETRO
Realizar el esquema eléctrico de la figura y realizar mediciones de la tensión en diferentes puntos del circuito Figura 6 Medida con el voltímetro
6.2. AMPERÍMETRO
Mide la intensidad de corriente por un conductor, para realizar la medida hay colocar el aparato en serie en el circuito que queremos medir.
Figura 7 Medida con el amperímetro Medición con el amperímetro: Como la
inten-sidad es la cantidad de corriente que pasa por un conductor, el aparato de medida se debe de poner en serie con el circuito para poder medir la corriente que circula
Actividad Nº 3
MEDIDA DE INTENSIDAD
6.3. OHMIÓMETRO
Es el aparato encargado de medir la corriente eléc-trica, los terminales del aparato medidor hay que colocarlos en paralelo con el objeto a medir.
6.4. POLÍMETROS
Son los aparatos de medidas portátiles más utiliza-dos actualmente. Con un mismo aparato se pueden hacer la mayoría de las mediciones.
Lo normal es que puedan hacer mediciones de ten-sión, tanto de corriente continua como de corriente alterna, de intensidad, y de resistencia. Teniendo que seleccionar el rango de medición.
Medidas con el ohmiometro: Hay que poner los terminales de medida en paralelo con el objeto que queremos medir la resistencia. Sobre todo hay que realizar la medida sin tensión en el cirucuito, ya que puede provocar la rotura del aparato de medida.
7. CIRCUITOS ELÉCTRICOS
Para que se produzca la circulación de la corriente eléctrica es necesario disponer de algunos elemen-tos, como son:
generador de corriente, que puede ser una batería, una dinamo, un alternador, etc; receptor, que son los aparatos consumido-res como: una bombilla, un motor, un cale-factor, etc;
conductores que permiten el paso de la co-rriente como los cables; y los
elementos de control que pueden ser de protección como fusibles, magnetotérmicos o de maniobra como interruptores,
pulsado-Actividad Nº 4
MEDIDA DE RESISTENCIA
Lámparas de varias tensiones y pontencia La bobina de un contactor
Resistencias de varios valores El bobinado eléctrico de un motor La resistencia de un calefactor Etc.
TIPOS DE CIRCUITOS
CIRCUITOS SERIE
CIRCUITOS PARALELO
Figura 8 Medición con el ohmniometro
Realizar mediciones de resistencia a diversos aparatos eléctricos
7.1. CIRCUITO SERIE
En este tipo de circuitos la intensidad que recorre el circuito es la misma para todos los receptores, sin embargo la tensión entre cada uno de los elemen-tos es menor que la de la red, y se reparte por cada receptor dependiendo de la resistencia de cada uno.
7.2. CIRCUITO PARALELO
En este caso la tensión es la misma para todos los receptores que será igual a la de la red, pero la in-tensidad de corriente que circula por la red se divi-de por cada una divi-de las líneas divi-del circuito como se muestra en la figura.
Actividad Nº 6
CIRCUITO PARALELO
Realizar el esquema del circuito de la figura y realizar las mediciones de intensidad por la lámpara A, la lámpara B y la lámpara C, así como la general del circuito, medir también la caída de tensión en cada una de las lámparas
Actividad Nº 5
REALIZAR CIRCUITO SERIE
Realizar el montaje eléctrico de la figura, utilizando una fuente de alimentación de 24 voltios y realizar mediciones de caída de tensión, entre (a – b), (b – c), (c – d), (a – c) y ( b – d), anotar en el cuaderno los resultados y compararlos. Realizar también la medida de la intensidad del circuito.
Los efectos de la corriente eléctrica dependen de varios factores como son:
8.1. EFECTOS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA Los efectos de la corriente eléctrica por el organis-mo dependen en gran medida de la intensidad que circula por el cuerpo humano y por el tiempo. Y varía desde pequeña sensación hasta ocasionar la muerte.
La fibrilación ventricular es una contracción incordinada del corazón que supone la supresión de la actividad del corazón y por lo tanto no llega la sangre al cerebro, produciéndose lesiones que oca-sionan la muerte.
8.2. INTENSIDAD DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA
La intensidad que circula por el organismo cuando se punen en contacto con algún elemento activo de la instalación eléctrica depende de dos factores:
1. Diferencia de potencial aplicada: Es la ten-sión existente en la red, a mayor tenten-sión ma-yor será el paso de corriente eléctrica y por lo tanto más peligrosa es.
2. Resistencia del cuerpo: el cuerpo humano se comporta como un semiconductor, pues su resistencia varía con la tensión aplicada.
8. RIESGOS DE LA CORRIENTE
ELÉC-TRICA
La corriente eléctrica es una de las formas de ener-gías más utilizadas, sin embargo, es también una fuente de peligros para las personas, representa un riesgo invisible y ocasiona del 4 al 8% de los acci-dentes de trabajo mortales.
Superficie de contacto, a mayor super-ficie la resistencia es menor
FACTORES QUE AFECTAN A LA RESISTENCIA DEL ORGANISMO Intensidad de la corriente eléctrica
Valor de la tensión Tiempo de contacto
Frecuencia en corriente alterna Estado del organismo de las personas
1 a 3 mA Sensación muy débil. No hay peligro
5 a 10 mA Contracciones de los músculos y pequeñas alteraciones del sistema respiratorio.
10 a 15 mA Principio de tetanización muscular, contracciones violentas e incluso permanentes de las extremidades
15 a 30 mA Contracciones violentas e incluso permanente de la caja torácica. Parálisis respiratoria. Alteración del ritmo cardiaco.
Más de 30 mA Fibrilación ventricular cardiaca y parada del corazón.
Intensidad de la corriente
8.3. PRIMEROS AUXILIOS A ACCIDENTADOS POR CORRIENTE ELÉCTRICA
1. Separar al accidentado de la corriente eléc-trica.
2. Si el accidentado a perdido el sentido reali-zar la respiración artificial.
Si es posible cortar el suministro de corriente eléctrica, hacerlo. En caso contrario separar al herido por medio de pértigas o elementos aislantes, ya que se corre el peligro de ser afec-tado por una descarga.
No interrumpir la respiración artificial hasta que se restablezca la respiración natural, en ocasio-nes esta operación puede llevar mucho tiempo.
RESUMEN DE LA UNIDAD
A lo largo de esta unidad didáctica hemos visto los siguientes conceptos relacionados con la corriente eléctrica: La corriente eléctrica consiste en una corriente de electrones a lo largo de unas sustancias conductoras que tienen la característica, que algunos de sus electrones están compartidos por varios átomos. Y al ser sometidos a una diferencia de potencial circulan a lo largo de él.
La resistencia eléctrica de un conductor es la oposición que presenta cada una de estas sustancias al paso de este flujo de electrones. Y se mide en ohmios
La diferencia de potencial es la fuerza que aplicada sobre un conductor hace que los electrones circu-len. Se mide en voltios.
La intensidad de la corriente eléctrica es la cantidad de estos electrones que circulan por segundo por un conductor. Aumenta al aumentar la diferencia de potencial y disminuye cuando aumenta la resistencia. Corriente continua es aquella donde la dirección de la corriente eléctrica es siempre en la misma dirección. Corriente alterna cuando la dirección de la corriente eléctrica varía 50 veces por segundo.
Aparatos de medida nos sirven para conocer las magnitudes eléctricas que circulan por un circuito eléctrico. Tenemos el voltímetro, amperímetro y ohmiómetro.
Circuitos serie cuando por los aparatos receptores de un circuito circula la misma intensidad y la caída de tensión se reparte por todos los receptores.
Circuito paralelo cuando la intensidad del circuito se reparte por los receptores en el instalados y a todos le afecta la misma diferencia de potencial.
Riesgos derivados del uso de la corriente eléctrica, los efectos nocivos del paso de la corriente eléctrica por el organismo que depende de la intensidad que circule por el cuerpo para que las lesiones sean más o menos graves. Pudiendo producir hasta la muerte.
AUTOEVALUACIÓN
1. Haz un dibujo de la configuración de los átomos 2. Explica en que consiste la corriente eléctrica
3. ¿Porqué algunos materiales son conductores de la electricidad y otros como los aislantes no? 4. ¿Qué entiendes por diferencia de potencial?
5. ¿Tienen todos los materiales conductores la misma resistencia? ¿Por qué? 6. Cuantos tipos de corriente eléctrica hay.
7. Explica que diferencia hay entre un circuito serie y otro paralelo. 8. ¿Qué factores influyen en la resistencia del organismo?
INTRODUCCIÓN
La primera utilización de la electricidad en los barcos fue para usos de alumbrado, hoy en día el uso de la electricidad se ha extendido ha multitud de usos. A pesar de todo las instalaciones de alumbrado en los barcos siguen siendo una parte importante de la potencia eléctrica instalada.
Dentro de las instalaciones de alumbrado se pueden distinguir tres grupos:
En primer lugar las de alumbrado general que consisten en las luces de los pasillos, camarotes, alumbrado de cubierta, etc.
Luego tenemos las luces de navegación, que a pesar de tener poca potencia instalada, tiene una gran importancia en cuanto a la navegación y tiene que reunir una serie de características especiales que la diferencia de las demás.
Por último tenemos el alumbrado de emergencia que nos permitirá tener iluminación en caso que falle la fuente de energía principal.
Para llevar a cabo la iluminación a bordo disponemos de diversos tipos de lámparas, como son las de incandes-cencia con sus diferentes tipos de casquillos y también los tubos fluorescentes.
OBJETIVO GENERAL
Conocer las distintas instalaciones de alumbrado existente a bordo de los buques, así como su forma de conexio-nado y las distintas lámparas utilizadas en cada aplicación
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Distinguir los diferentes tipos de lámparas utilizadas en las instalaciones de alumbrado.
Conocer las diferentes medidas y tamaños de los casquillos metálicos de las lámparas de incandescencia. Conocer las instalaciones de alumbrado general y forma de realizar el cableado en los distintos tipos de realizaciones que se pueden efectuar.
Conocer las características especiales de las luces de navegación y características especiales de su instalación.
1. INSTALACIONES DE ALUMBRADO
INSTALACIONES
DE
ALUMBRADO
Alumbrado general: Está compuesto principalmente por lámparas de incandescencia y tubos fluorescentes. La energía para este tipo de alumbrado proviene de los generadores principales del barco que normalmente son accionados por motores diesel y trabajan a una tensión de 220 voltios.
Dan servicio al alumbrado de los compartimentos del buque como pueden ser: puente de gobierno, alumbrado de cámara de máqui-nas, alumbrado de pasillos, camarotes, etc.
Alumbrado de emergencia: El alumbrado de emergencia debe de saltar automáticamente cuando por cualquier motivo falla la fuente de energía normal. Normalmente es alimentado por un grupo de baterías y permite mantener alumbrada las partes esenciales del buque. Luces de navegación: Son las luces que todo barco debe de llevar para navegar de noche y dependen de: tipo de barco, si está pescando, etc.
2.1. LÁMPARAS DE INCANDESCENCIA
Actividad Nº 7
INSTALACIONES DE ALUMBRADO
Enumera los distintos tipos de alumbrado que crees que existen en un buque.
Están compuestas de una ampolla de vidrio, en su interior se aloja el filamento de wolframio y un casquillo metálico que sirve para conectar la lámpara al portalámparas.
CASQUILLO ROSCADO
Tipo de CasquilloCASQUILLO A
BAYONETA
Designación Goliat E - 40 Medio E - 27 Pequeño E - 14 Miniatura E - 10 Normal B - 22 Pequeño B - 15Clasificación de los casquillos de las lámparas
Las lámparas pueden clasificar por la forma del vi-drio o el acabado de este pero su característica más importante además de a la tensión que trabajen y la potencia que desarrollen es la forma del casquillo metálico con que se sujeta a la base.
2.1.1. ESQUEMAS DE CONEXIONES
El sistema de encendido y apagado del alumbrado de los distintos compartimentos del buque pueden realizarse de diferentes tipos de montajes. Los más usuales son:
Punto de luz accionado por un interruptor monopolar. (A)
Punto de luz accionado desde dos sitios dife-rentes por dos conmutadores.(B)
Punto de luz accionados desde tres lugares distintos mediante un conmutador y un inversor.(C)
2.2. LÁMPARAS FLUORESCENTES
Las lámparas fluorescentes tienen una sustancia que emiten luz en presencia de radiaciones ultravioletas. Estas radiaciones se producen entre los electro-dos que hay en el interior del tubo.
Las partes más importantes de estas lámparas son: Clavijas de contacto: Este tipo de lámpa-ras necesitan unos soportes especiales para su sujeción y toma de corriente. Esto se con-sigue por medio de las clavijas que se colo-can en los porta tubos.
Ánodo y cátodo: El cátodo emite los electro-nes que al chocar con los átomos de mercurio emiten radiaciones ultravioletas. Al trabajar con corriente alterna, el sentido de la corriente cam-bia de sentido constantemente por lo que llevan un ánodo y cátodo a ambos extremos del tubo. Materia fluorescente: al ser excitada por las radiaciones ultravioletas genera luz visible. Atmósfera de argón y vapor de mercu-rio: emiten las radiaciones ultravioletas.
Actividad Nº 8
CIRCUITO CONMUTADO
Realizar el circuito del esquema, colocando una lámpara y dos conmutadores, de manera que la lámpara se pueda encender y apagar desde cualquiera de los dos conmutadores.
2.2.1. CIRCUITO DE LÁMPARAS FLUORESCENTES
Este tipo de lámpara no se conecta directamente a la red sino que necesita de unos elementos auxilia-res para su encendido. Estos son: una reactancia, cebador y los portalámparas
ELEMENTOS AUXILIARES PARA EL ENCENDIDO
Cebador durante el en-cendido cierra el circui-to del cácircui-todo para que se caliente, al cabo de unos instantes el cebador abre, la reactancia produce una sobretensión que produ-ce el produ-cebado del arco a través de la atmósfera del argón, manteniéndo-se este arco.
Reactancia la
reactancia limita la co-rriente y genera la ten-sión inducida necesaria para ionizar el vapor de mercurio para que se produzca el encendido de la lámpara.
Actividad Nº 9
CIRCUITO CONMUTADO
Realizar el montaje de un tubo fluorescente tal como aparece en el esquema adjunto, utilizando: cebador, porta tubos y reactancia
3. LUCES DE NAVEGACIÓN
Las luces de navegación deben ir protegidas contra el agua y la humedad, debiendo ser las faroleras estancas.
El voltaje máximo permitido en el alumbrado de na-vegación es el de 24 voltios. Esto es debido, aparte de la seguridad en el trabajo, a que en caso de ave-ría del generador de corriente principal, se pueda dar servicio a las luces de navegación con un grupo de baterías de emergencia.
Las luces de navegación se componen de:
Banda de babor Luz verde 112,5º de visibilidad Banda de estribor Luz roja 112,5º “ Luz de tope Luz blanca 225º “ Luz de alcance Luz blanca 135º “
Como se ha mencionado anteriormente las luces de navegación, es un sistema importantísimo en el fun-cionamiento del buque, es por ello que tiene unas características especiales.
Características de las luces de navegación
Cada una de las luces que debe llevar el barco, deben ir duplicadas de manera que si durante la navegación se funde una se pueda encender la otra inmediatamente.
Deben llevar un dispositivo especial para que cuando se funda una de las luces principales señaladas anteriormente suene una alarma que nos indique esta situación.
Deben llevar un sistema de alimentación de emergencia para que en caso que falle la
co-rriente principal, automáticamente entre en servicio la fuente de energía de emergencia.
4. SEGURIDAD EN EL ALUMBRADO
Todo buque debe llevar un sistema de alumbrado de emergencia para que en caso de fallo de la fuente de energía principal, se pueda disponer de luz para entre otras cosas reparar la avería que haya produ-cido la falta de corriente del generador principal.Características del alumbrado de emergencia
Debe ser independiente del alumbrado general. La tensión de las lámparas será de 24 vol-tios para que puedan alimentarse con las ba-terías de emergencia.
Se deben probar periódicamente para com-probar el estado de las lámparas
Deben haber alumbrado de socorro en los siguientes locales:
Puente y derrota, así como sus instrumentos. Cámara de máquinas
Locales de reunión.
Proyectores que iluminen el arriado de botes
Pasillos y escaleras
El alumbrado de emergencia al igual que las luces de navegación se conectan automáticamente cuando falta tensión en la red principal. En la uni-dad didáctica dedicada a los cuadros se estudia-rá detenidamente como se lleva a cabo esta.
RESUMEN DE LA UNIDAD
En la presente unidad hemos visto:Instalaciones de alumbrado a bordo: alumbrado general, de emergencia y de navegación.
Las lámparas de incandescencia y su clasificación en función del tipo de casquillo y su designación Conexiones de los sistemas de alumbrado, para que se puedan encender desde uno, dos o más puntos. Las lámparas fluorescentes, como funcionan, los elementos necesarios para su encendido y la forma de realizar su instalación
Las luces de navegación, en que consisten y las características especiales que deben de reunir, dada su importancia para la seguridad en la navegación.
AUTOEVALUACIÓN
1. Explica cuantos tipos diferentes de instalaciones de alumbrado podemos encontrar en un buque 2. Di cuales son los dos tipos de lámpara más utilizadas en las instalaciones de alumbrado. 3. Como funcionan y de que están hechas las lámparas de incandescencia.
4. Realiza un cuadro con los distintos tipos de casquillos usados por las lámparas de incandescencia. 5. Dibuja los esquemas eléctricos correspondiente a una instalación de alumbrado que se pueda encender
desde dos puntos diferentes y accionado por conmutadores.
6. Cuantas luces componen las luces de navegación de un buque y cuales son sus características especiales. 7. ¿Cuándo se debe encender automáticamente las luces de emergencia?
ELEMENTOS DE CONTROL
Y MANIOBRA
INTRODUCCIÓN
Los circuitos eléctricos necesitan para funcionar una serie de elementos en primer lugar un aparato que genere la corriente eléctrica
aparatos receptores de la electricidad y que van a transformar la corriente eléctrica en trabajo útil. Y por último necesitamos unos elementos que transporten la corriente eléctrica y unos aparatos que nos permitan controlarla.
A lo largo de esta unidad vamos a ver los elementos encargados de transportar la corriente eléctrica, y los elementos que nos van a permitir controlar a la corriente.
Dentro de los elementos de control vamos a ver los de accionamiento manual, por electroimán y detectores de posición.
Con todos ellos se irán realizado una serie de circuitos sencillos donde se aprenderán sus características de funcionamiento y a distinguir el marcado de estos aparatos.
La realización de estos circuitos sencillos nos irán introduciendo en el automatismo de las instalaciones eléctri-cas, que en unidades posteriores se utilizarán de una manera práctica y con circuitos cada vez más complejos.
OBJETIVO GENERAL
Conocer los dispositivos utilizados para el transporte y conexión de la corriente eléctrica, su marcado, y utiliza-ción en los circuitos para su automatizautiliza-ción.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Conocer la constitución y tipos de conductores utilizados para el cableado en las instalaciones eléctricas. Conocer los distintos tipos de elementos de control de la corriente eléctrica.
Aprender a realizar circuitos simples con la utilización de relés y contactores Aprender a realizar circuitos con temporizadores.
Realizar automatismos sencillos combinando relés y temporizadores.
Conocer los diferentes aparatos detectores que sirven para influir en el comportamiento de las instalacio-nes eléctricas.
Utilizar lámparas de señalización para detectar visualmente el ciclo de funcionamientos de las instalacio-nes eléctricas automatizadas.
1. CONDUCTORES
Los conductores eléctricos o cables son los encar-gados de transportar la corriente desde el genera-dor al cuadro principal, de este a los cuadros de maniobra y de estos a los receptores y a los ele-mentos de control.
1.1. CONSTITUCIÓN DE LOS CABLES ELÉCTRICOS
En general los cables eléctricos están compuestos de un elemento conductor y un aislante que lo recubre.
Los componentes de los cables son los que apa- Figura 13 Constitución de un conductor
Actividad Nº 10
APARATOS ELÉCTRICOS
Enumera y describe los aparatos de control que conozcas
Es la envoltura del cable, da protección mecánica al mismo, su función no es estrictamente eléctrica. Los materiales comúnmente empleados son: Polietileno, goma, goma resistente a hidrocarburos, material textil, etc.
Cubierta
Armadura
Es un recubrimiento metálico que le da al cable una gran protecciónmecánica. Los materiales que se suelen emplear son: flejes de acero, flejes de aluminio, alambres de acero o aluminio, etcRelleno
Es un material aislante que rellena los huecos entre el aislamiento yla armadura o cubierta recen en la figura, de los cuales pueden tener to-dos o solamente algunos, dependiendo del uso al que se le vaya a dedicar.1.2. TIPOS DE CABLES ELÉCTRICOS Los cables eléctricos se caracterizan por el número de conductores y por la tensión nominal y por la sec-ción del conductor.
Figura 14 Cables unipolares y multipolares 1.2.1. POR EL NÚMERO DE CONDUCTORES
Según el número de conductores los cables se pue-den clasificar en unipolares y multipolares.
1.2.1.1. Unipolares
Son los que están compuestos del conductor, aislante y cubierta, se emplean para cablear el interior de los cuadros eléctricos.
1.2.1.2. Multipolares
Son los que están compuestos por dos conducto-res (bipolaconducto-res), tconducto-res conductoconducto-res (tripolaconducto-res), cuatro conductores (tetrapolares) o cinco conductores (pentapolares).
Son los que conducen la corriente eléctrica entre el cuadro eléctrico y los receptores o a los generado-res de corriente.
1.2.2. POR LA TENSIÓN NOMINAL
Corresponde a la máxima tensión que puede sopor-tar su aislante. La tensión de trabajo debe ser infe-rior a la tensión nominal del cable.
1.2.3. POR LA SECCIÓN DEL CONDUCTOR La elección de la sección del conductor depende de dos factores: de la caída de tensión que se puede producir por el cable y de la intensidad máxima que va a circular por el cable.
Si la intensidad que circula por el cable es más ele-vada de la que puede soportar este se calienta y
0,5 7 4,5 0,75 9 6 1 12 7,5 1,5 15 10 2,5 21 14 4 28 19 6 34 24 10 49 34 16 64 44 25 85 68 sección (mm2) Corriente máxima Unipolar Tripolar
puede llegar a fundirse o provocar un incendio. En la tabla se muestra los valores de sección que se deben usar para diferentes intensidades.
En cuanto a la caída de tensión, si el cable es largo y de poca sección se puede producir una gran caída de tensión, llegando al receptor una tensión menor que a la que tiene que trabajar el aparato en cuestión.
2. PULSADORES
Son elementos de control accionados manualmente, que activan relés, contactores, lámparas, etc. Cons-tan de dos partes, una la que es accionada por el ope-rario y la otra que actúa sobre el circuito eléctrico. Los pulsadores una vez que se deja de actuar sobre ellos recuperan su posición inicial debido a un resor-te, por lo que su intervención en el circuito eléctrico dura solamente el tiempo que lo estemos pulsando. Normalmente llevan dos contactos uno normalmen-te abierto (NA) y otro normalmennormalmen-te cerrado (NC), cuando se pulsa el contacto cerrado se abre y el contacto abierto se cierra.
Figura 15 Representación esquemática de un pulsador CLASIFICACIÓN DE LOS CONDUCTORES
Por el número de conductores Por la tensión nominal Por la sección del conductor
2.1. MARCADO DE LAS BORNES
Los contactos van marcados con un número de dos cifras:
La cifra de las decenas indica el número de or-den del contacto en el pulsador, 1, 2,3 ó 4 etc. Las cifras de las unidades son:
1 y 2 para contactos normalmente cerrados. 3 y 4 para contactos normalmente abiertos.
3. INTERRUPTORES Y CONMUTADORES
Los interruptores y conmutadores también son ele-mentos de control accionados manualmente. Pero permanecen en la posición hasta que son acciona-dos otra vez.Los interruptores solo tienen dos posiciones, abrien-do o cerranabrien-do el circuito.
Los conmutadores pueden tener varias posiciones y se pueden seleccionar distintos circuitos.
Figura 17 Constitución de un relé tos abiertos o cerrados.
Constitución: Están constituidos por una bobina dentro de una armadura de hierro en dos mitades separadas por un resorte.
Funcionamiento: Cuando se hace pasar corriente por la bobina esta atrae a la armadura de hierro abrien-do los contactos N.C. y cerranabrien-do los contactos N.A.
Permaneciendo en esta posición mientras está pasan-do corriente por la bobina. Una vez que deja de pasar la corriente por la bobina el resorte devuelve a la arma-dura y a los contactos a la posición inicial.
Los relés se representan por la letra K seguido de un número de orden, los contactos de la bobina se re-presentan por las letras A1 y A2 y los bornes se nu-meran igual que los pulsadores.
Figura 18 Marcado de los bornes de un relé
Actividad Nº 11
CIRCUITO DE INICIACIÓN
Realizar el circuito eléctrico de la figura utilizando un relé, un pulsador y una lámpara de señalización que nos señalice la activación del relé.
Figura 16 símbolo de un conmutador
4. RELÉS
Los relés son interruptores que son accionados por medio de un electroimán. Puede tener varios
contac-4.1. REALIMENTACIÓN DE RELÉS
En la actividad anterior cuando dejamos de accionar al pulsador la lámpara se apaga, cuando queremos accionar un aparato eléctrico por medio de pulsador se utiliza, un circuito eléctrico llamado realimentación. Esto consiste en conectar un contacto NA del relé en paralelo con el contacto NA del pulsador de
mar-cha, así cuando soltamos el pulsador el relé se que-da alimentado por un contacto NA del mismo relé. En este caso para desactivar el relé hay que po-ner en la línea del circuito un contacto N.C de otro pulsador, que al ser accionado se corta el paso de corriente a la bobina del relé.
Actividad Nº 12
REALIMENTACIÓN DE RELÉ
Realizar el circuito del esquema que representa la realimentación del relé, pondremos una lámpara para detectar cuando el relé está activado. Necesitaremos dos pulsadores, un relé con dos contactos NA y dos NC y una lámpara de señalización.
5. CONTACTORES
Los contactores igual que los relés abren y cierran los contactos por medio de un electroimán, pero se diferencia de los relés en que tiene dos tipos de con-tactos: contactos principales y contactos auxiliares. Por medio de los contactos principales se pueden accionar receptores como: motores, instalaciones de alumbrado, resistencias, etc. a distancia y utili-zando una tensión menor que la que utilizan los re-ceptores con los que las personas que lo manejan no están expuestos a tensiones peligrosas.
Los contactos auxiliares sirven cono elementos de control en el circuito de maniobra, por ejemplo para señalizar la puesta en marcha del aparato.
Los contactores se representan por las le-tras KM seguidas de un número de orden Los contactos principales se representan por un número de una sola cifra del 1 al 6 La bobina y los contactos auxiliares se repre-sentan igual que los relés.
5.1. ENCLAVAMIENTO DE CONTACTORES Los contactores son ampliamente utilizados muchas instalaciones eléctricas, ya que permiten un grado de automatización de la instalación.
Como en los relés, se usa mucho la realimentación para permitir accionar cualquier máquina por un pul-sador de puesta en marcha, pudiéndose parar esta máquina con un pulsador de parada o por medio de alguna señal del propio proceso, como puede ser una
señal de nivel, presión, temperatura o incluso por al-guna anomalía eléctrica de la instalación.
Un diseño muy corriente cuando se trabaja con contactores el enclavamiento de dos contactores, es decir, que un contactor no puede entrar mientras otro está activado, esta situación se da por ejem-plo, en un motor que gira en dos sentidos y tiene un contactor para cada sentido de giro. Si entraran los dos contactores a la vez se produciría un cortocir-cuito. Para evitar esto se utiliza el enclavamiento.
TIPOS DE ENCLAVAMIENTO Enclavamiento mecánico Enclavamiento por pulsadores Enclavamiento por contacto auxiliar
Actividad Nº 13
ENCLAVAMIENTO POR PULSADORES
Realizar el montaje del esquema adjunto, donde se representa una instalación de contactores, que no pueden entrar los dos a la vez. Una vez realizado el montaje comprobar su correcto funcionamiento.
5.1.1. ENCLAVAMIENTO MECÁNICO
En este caso se colocan los dos contactores juntos en el cuadro eléctrico y por medio de un dispositivo de bloqueo, cuando uno está activado evita que el otro pueda cerrar los contactos, aunque no evita que a la bobina le llegue corriente.
5.1.2. ENCLAVAMIENTO POR PULSADORES El enclavamiento por pulsadores consiste en reali-zar la instalación de manera que al dar al pulsador que pone en marcha un contactor desactiva al otro. Figura 20 Marcadores de los bornes del contactor
5.1.3. ENCLAVAMIENTO POR CONTACTO AUXILIAR
Con este tipo de instalación cuando un contactor está activado, impide que el otro contactor pueda
6. RELÉS TEMPORIZADORES
Los relés temporizadores también abren o cierran contactos por medio de un electroimán pero a dife-rencia de los relés normales la apertura o cierre no es instantáneo sino que retardan la acción de apertu-ra o cierre según un tiempo previamente establecido. Los hay de tres tipos según el retardo lo hagan al momento de activarlos, al desactivarlos o ambos. Por lo tanto tenemos:
6.1. TEMPORIZACIÓN A LA CONEXIÓN Retardan la apertura o cierre de los contactos a partir de que son activados. Los contactos no abren o cierran inmediatamente que le llega co-rriente, cuando transcurre el tiempo al que están programados actúa sobre los contactos.
Se representan por las letras KA
Figura 21 Temporizador a la conexión
Actividad Nº 14
ENCLAVAMIENTO POR CONTACTO AUXILIAR
Realizar la instalación del esquema adjunto, realizando correctamente todas las conexiones, una vez reali-zado el circuito comprobar que funciona correctamente
ser activado con un contacto auxiliar que mantiene abierto la línea de corriente a la bobina del otro. Para que el que está en reposo pueda entrar en marcha se ha de parar primero a otro contactor.
6.2. TEMPORIZACIÓN A LA DESCONEXIÓN En este caso los contactos auxiliares mantienen su posición después de la desconexión durante el tiempo al que estén programados
6.3. TEMPORIZACIÓN A LA CONEXIÓN/DES-CONEXIÓN
Este temporizador es una mezcla de los dos anterio-res. A la conexión los contactos retardan la apertura o cierre y permanecen en esa posición hasta el tiempo al que esté programados después de la desconexión
Figura 22 Temporizador a la desconexión
Figura 23 Temporizador a la conexión/desconexión
Actividad Nº 15
TEMPORIZACIÓN AL TRABAJO
Realizar la instalación eléctrica representada en el esquema adjunto con un relé temporizado al trabajo, don de la lámpara H1 no enciende hasta que no transcurre la temporización del relé
7. DETECTORES
Son unos elementos que detectan multitud de variables y la transforman en una señal eléctrica, esta puede ser del tipo todo o nada (contacto abierto o contacto cerra-do) o puede ser una señal analógica en donde se da una idea del valor de lo que se está midiendo. Entre los más usuales tenemos lo siguientes: presostatos, termosta-tos, detectores de nivel, tacómetros, etc.
7.1. PRESOSTATOS
Son aparatos que detectan presión. Los más utiliza-dos constan de un fuelle por donde le llega el valor de la presión a medir, por medio de un resorte de regulación se puede determinar a la presión que los contactos van a cambiar de posición. Normalmente traen otra regulación para regular la diferencia de presión a la que vuelven a su posición original.
7.2. TERMOSTATOS
Son aparatos que detectan temperaturas. Su consti-tución es muy similar a la de los presostatos. Están compuestos de un bulbo relleno de un gas unido por un tubo capilar al cuerpo del termostato. La tempera-tura del lugar a medir se convierte en presión por el gas que llena el bulbo y en el cuerpo esta presión llega a la parte inferior de un fuelle donde puede ac-cionar unos contactos que abren o cierran cuando se alcanza el valor prefijado. Al igual que los presostatos tienen un resorte por el que se regula la temperatura a la que los contactos cambian de posición.
7.3. DETECTORES DE NIVEL
Son apartaos que detectan nivel. Están compues-tos por un flotador con un imán incorporado que al subir o bajar el nivel abre o cierran unos contactos.
Actividad Nº 16
TEMPORIZACIÓN A LA DESCONEXIÓN
Realizar la instalación eléctrica del esquema adjunto, donde el contactor KM2 no entrará hasta que se desconecte KM1 y transcurra el tiempo del temporizador KA1
8. LÁMPARAS DE SEÑALIZACIÓN
Son lámparas colocadas en los cuadros eléctricos que nos indican el funcionamiento de determinados aparatos. Según el color indican si el aparato esta en servicio o no. Se usa el color verde para indicar el funcionamiento normal y el rojo como parada por sobrecarga u otra situación anómala.La forma de representarla es como aparece en la figura.
Figura 25 Lámpara
9. PREVENCIÓN DE RIESGOS EN EL
MANEJO DE LAS HERRAMIENTAS
Cuando estamos haciendo alguna instalación eléc-trica necesitamos hacer uso de herramientas de mano para la ejecución del trabajo. El uso inadecua-do de las herramientas pueden producir accidentes, en este apartado vamos a ver cuales son los peli-gros del uso de herramientas y las medidas a seguir para prevenir esos riesgos.9.1. CLASIFICACIÓN
Las herramientas manuales se pueden clasificar en: Herramientas de golpe: martillos, cinceles, etc Herramientas con borde de filo: cuchillos formón etc.
Herramientas de corte: tenazas, alicates, tijeras, etc
Herramientas de torsión: destornilladores, llaves, etc.
Herramientas manuales a motor, taladro, atornillado, etc.
9.2. RIESGOS DERIVADOS
Los riesgos derivados del uso de herramientas ma-nuales son:
Cortes, golpes, punzonamientos, etc. en las manos u otras partes del cuerpo.
Lesiones oculares por proyecciones. Esguinces
Lesiones por sobreesfuerzos
Electrocución o electrización en herramien-tas manuales eléctricas.
9.3. PREVENCIÓN DE LOS RIESGOS. Las herramientas han de ser las adecuadas para la función que desempeñan, o sea, cada herramienta tiene un uso y no se debe usar con otro fin, por ejemplo, usar una llave inglesa como martillo. La forma de las herramientas se deben adaptar al uso que le corresponde, deben reducir al máximo la fatiga, la muñeca debe permanecer recta durante su uso.
Las herramientas de mano serán de material de buena calidad y resistentes. Los mangos serán de madera, lisos y sin astillas o bordes duros.
Para la elección de herramientas eléctricas portá-tiles se elegirán aquellas que estén homologadas, dispongan de protección contra riesgos eléctri-cos. Además hay que prestar atención a:
No utilizar cables dañados, clavijas de enchu-fe resquebrajadas, ni aparatos cuya carcasa presente desperfectos.
Evitar que se dañen los conductores eléctri-cos, protegiéndolos contra: fuentes de calor, productos químicos y cortes producidos por útiles afilados.
No utilizar aparatos eléctricos, ni manipular sobre instalaciones eléctricas si accidentalmente se en-cuentran o majadas o se tienen las manos o pies mojados.
Cuando se trabajo en un cuadro eléctrico, desco-nectar la corriente al cuadro y si no es posible usar herramientas adecuadas para trabajos bajo tensión.
RESUMEN DE LA UNIDAD
En la presente unidad hemos visto:Conductores para la conducción de la electricidad es necesario el uso de conductores, en esta unidad hemos visto los tipos de conductores que existen, los materiales de que están hechos, y la elección del conductor en función de la tensión e intensidad que va ha circular por ellos.
Pulsadores que se utilizan para actuar sobre los procesos de los circuitos eléctricos, como están consti-tuidos y como se señalizan en los esquemas eléctricos.
Interruptores a diferencia de los pulsadores que actúan mientras se los están accionando los interrupto-res tienen una acción permanente y hasta que no son accionado de nuevo no vuelven a su posición original. Relés como hemos visto los relés son también interruptores pero no son accionados directamente por las personas, sino que abren y cierran los circuitos por medio de un electroimán, son de mucha utilidad en la automatización de los procesos eléctricos.
También hemos visto la forma de representarlos gráficamente y hemos hechos algunos montajes eléctri-cos donde hemos comprobado las posibilidades que nos ofrece el trabajo con relé.
Contactores, al igual que los relés son interruptores accionados por un electroimán pero a diferencia de los relés, por ellos circula la corriente de fuerza que accionan a los aparatos eléctricos, que consumen mayor potencia, aunque también disponen de contactos auxiliares para poder automatizar de alguna ma-nera los procesos.
También hemos visto como funcionan, la forma de representarlos gráficamente y hemos hechos algunos montajes donde se ha visto algunas de sus posibilidades.
Relés temporizadores como hemos visto a diferencia de los relés normales los temporizados no actúan inmediatamente sino que retrasan su acción un tiempo predeterminado. Los hay de tres tipos: a la co-nexión, a la desconexión y ala conexión/desconexión.
Detectores de nivel, son aparatos que intervienen en los procesos de la instalación eléctrica interviniendo por medio de señales exteriores mecánicas, como puede ser una señal de presión, temperatura, nivel, etc. Lámparas, son utilizados como señales luminosas del funcionamiento del proceso, que nos indican visualmente el estado de algunos aparatos en funcionamiento.
Riesgos asociados al uso de herramientas hemos visto algunas recomendaciones para el uso de herramientas manuales cuando estamos realizando instalaciones eléctricas.
AUTOEVALUACIÓN
1. Dibuja y describe las partes que componen un cable eléctrico.
2. Haz un resumen de los tipos de cables eléctricos clasificados por el número de conductores, por la tensión nominal y por la sección del conductor.
3. Elabora una tabla donde se relacionen las secciones correspondientes a las tensiones máximas permi-tidas en cables unipolares y en cables tripolares.
4. Dibuja un pulsador y representa gráficamente su simbología normalizada. 5. Enumera las partes que componen un relé y explica como funciona.
6. Representa gráficamente un relé compuesta de: a.-) dos contactos N.A. y dos contactos N.C. b.-) cuatro contactos N.A. c.-) tres contactos N.C y un contacto N.A.
7. Explica la diferencia entre contactores y relé. 8. Explica que es un relé temporizado
9. ¿Cuántos tipos de relé temporizados existen?. Describe su funcionamiento y represéntalos gráficamente. 10. Cuales son los detectores más comúnmente utilizados.
INTRODUCCIÓN
En esta unidad vamos a estudiar los elementos de protección en las instalaciones eléctricas, estos elementos cumplen una misión bastante importante, ya que protegen tanto a las máquinas como a las personas.
Cuando se diseña una instalación eléctrica hay que elegir los elementos de protección adecuados, ya que para que cumplan con su objetivo de proteger tienen que estar calibrados correctamente.
Deben tener la sensibilidad adecuada para que corten el suministro de corriente cuando se supere la intensidad permitida y evitar que se quemen los componentes de la instalación y que puedan ocasionar daños debido a las chispas o incendios que ocasiona las sobreintensidades o cortocircuitos.
A grandes rasgos se pueden distinguir dos tipos de aparatos de protección uno es el que protege a los aparatos y otro el que protege a las personas, en las instalaciones domésticas es obligatorio el uso de este tipo de dispositivos para la protección de las personas. Antiguamente se producían muchos accidentes debido a la falta de este tipo de aparatos en los hogares.
OBJETIVO GENERAL
Conocer los distintos tipos de averías que se pueden producir en una instalación eléctrica y los dispositivos de protección adecuados para cada una de estas anomalías.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Conocer las principales anomalías que se pueden presentar en una instalación eléctrica. Conocer el funcionamiento de cada uno de los dispositivos de protección.
Conocer como se representan gráficamente los diferentes aparatos de protección, así como el marcado de sus bornes.
Elegir el aparato de protección adecuado para cada una de las posibles averías que se pueden producir en un circuito eléctrico.
Conocer los peligros que pueden ocasionar la falta de los dispositivos de protección.
Distinguir los diferentes sistemas empleados para la protección de las personas frente a los efectos de la corriente eléctrica
1. TIPOS DE ANOMALÍAS EN UNA
INS-TALACIÓN ELÉCTRICA
En cualquier instalación eléctrica se pueden produ-cir dos tipos de averías en su funcionamiento. Una es la sobreintensidad y otra la puesta a tierra de elementos activos de la instalación.
1.1. SOBREINTENSIDADES
Se dice que existe sobreintensidad cuando la inten-sidad de corriente sobrepasa a la inteninten-sidad nomi-nal del circuito. Esta sobreintensidad puede produ-cirse por un cortocircuito o por una sobrecarga.
ANOMALÍAS ELÉCTRICAS SOBREINTENSIDAD DEFECTO DE AISLAMIENTO Cortocircuito Sobrecarga
El cortocircuito se produce cuando se ponen en contacto dos conductores activos del circuito.
Se llama sobrecarga a la situación en que la intensi-dad aumenta por encima del valor de la intensiintensi-dad nominal pero sin llegar a valores tan elevados como en el cortocircuito. Esta se produce por ejemplo cuando un motor eléctrico tiene que vencer un es-fuerzo mayor de la potencia para la que está diseña-do, o cuando se deterioran los rodamientos del motor y el esfuerzo que tiene que realizar aumenta. Para proteger la instalación contra sobrecargas se utilizan los relés térmicos y los interruptores auto-máticos magnetotérmicos donde el sistema de pro-tección térmica protege contra sobrecargas.
1.2. DEFECTO DE AISLAMIENTO
Se produce cuando se pone en contacto una par-te activa del circuito, conductor, con una masa o con personas.
Masas: se entiende por masa las partes metáli-Actividad Nº 17
Describe los tipos de anomalías que se presentan en una instalación eléctrica y que efectos producen
El contacto puede ser directo cuando se toca un elemento activo de la instalación, por ejemplo si se toca con la mano la parte de cobre de un conductor bajo tensión; o indirecto cuando se toca una masa que está puesta accidentalmente bajo tensión.
2. FUSIBLES
Son aparato que se colocan en serie con el circuito y tiene por misión cortar el paso de corriente cuan-do se supera un valor de intensidad al que están calibrados.
Al producirse una sobretensión, generalmente un cortocircuito, la intensidad que circula por el circui-to aumenta considerablemente y el elemencircui-to fusi-ble alcanza la temperatura de fusión y corta el paso de corriente.
Consta de dos partes una que va fija en el cuadro eléctrico, llamada portafusible y el cartucho fusible que es el que tiene el elemento fusible y que es el que se sustituye.
2.1. TIPOS DE FUSIBLES
Los fusibles son de cuatro tipos según su forma: de cuchillas, cilíndricos, D y DO.
Actividad Nº 18
ANOMALÍAS DE LA CORRIENTE ELÉCTRICA Y APARATOS DE PROTECCIÓN
Realizar un cuadro donde en una columna aparezcan los tipos de anomalías que pueden aparecer en una instalación eléctica y los aparatos que se utilizan para evitar averíasFigura 26 Tipos de fusibles
2.1.2. TIPO CILÍNDRICO
2.1.1. TIPO CUCHILLA
Los valores de intensidad corresponden a las inten-sidades nominales de las bases portafusibles.
TAMAÑOS NORMALIZADOS tamaño 00 (100 A) tamaño 0 (160 A) tamaño 1 (250 A) tamaño 2 (400 A) tamaño 3 (630 A) tamaño 4 (1.000 A) TAMAÑOS NORMALIZADOS
tamaño 10 x 38 para fusibles de 2 a 20 A. tamaño 14 x 51 para fusibles de 2 a 40 A. tamaño 22 x 58 para fusibles de 20 a 80
La primera cifra indica el diámetro y la segunda la longitud del fusible.
2.1.3. TIPO D
El tamaño del fusible varía en función de la intensi-dad nominal del mismo
TAMAÑOS NORMALIZADOS
tamaño 25 A, para fusibles de 2 a 25 A. tamaño 63 A, para fusibles de 35 a 63 A. tamaño 100 A, para fusibles de 80 y 100 A
2.1.4. TIPO DO
Hay tres tipos normalizados:
2.2. REFERENCIADO DE FUSIBLES
En los esquemas eléctricos se denominan con la letra F seguido de un número de orden para diferenciar los distintos fusibles de que disponga la instalación.
Figura 27 símbolo de un fusible TAMAÑOS NORMALIZADOS
DO1, para fusibles de 2 a 16 A. DO2, para fusibles de 20 a 63 A. DO3, para fusibles de 80 y 100 A
Actividad Nº 19
TIPOS DE FUSIBLES
3. RELÉ TERMICO
4.INTERRUPTORES MAGNETOTÉRMICOS
Por ejemplo, supongamos un motor eléctrico que por cualquier motivo funcione sobrecargado, la in-tensidad aumenta por encima de la inin-tensidad nomi-nal con lo que el bobinado subiría de temperatura, pudiendo llegar el caso de que el aislamiento de las bobinas se queme, quemándose el motor.
Se utilizan conjuntamente con los fusibles para pro-teger a la instalación contra cortocircuitos y contra sobreintensidades moderadas.
3.1. FUNCIONAMIENTO DEL RELÉ TÉRMICO Su funcionamiento se basan en el efecto térmico de la corriente eléctrica, se hace pasar la intensidad del circuito por dos láminas de metales diferentes con distintos coeficientes de dilatación (bimetales) de manera que a medida que aumenta la intensidad del circuito las laminas se calientan y estas se curvan, aprovechándose esta deformación para accionar unos contactos auxiliares que cortan el paso de co-rriente a la bobina del contactor asociado al circuito.
Figura 28 Representación esquemática de un relé térmico El relé térmico no corta la corriente directamente al receptor sino que actúa sobre la bobina del contactor que alimenta al receptor. El relé térmico se suele colo-car justo a la salida del contactor y antes del receptor. En la figura se representa esquemáticamente el fun-cionamiento del relé y abajo los símbolos utilizados en los planos eléctricos
Figura 29 Representación simbólica de un relé térmico Los relés térmicos protegen a la instalación contra sobrecargas moderadas, que no siendo una intensi-dad muy alta, está por encima de las características de funcionamiento de la instalación produciendo un calentamiento de los conductores o de los aparatos.
Los interruptores magnetotérmicos protegen a la instalación contra cortocircuitos y contra sobreintensidades moderadas.
La protección contra cortocircuitos la realizan por el efecto magnético de la corriente cuando la co-rriente alcanza el valor de apertura el campo mag-nético creado en la bobina atrae al núcleo metálico y provoca la apertura de los contactos
La protección contra sobreintensidades moderadas las efectúa por el efecto térmico de la corriente por medio de una lámina bimetálica, como en el caso del relé térmico.
Los elementos que componen el interruptor magnetotérmico son:
Contactos: que abren y cierran el circuito. Botón de puesta en marcha: que abre o cie-rra el interruptor
Bobina: que da la orden de apertura cuando se alcanza la intensidad.
Bimetal: que abren cuando se alcanza la tem-peratura de apertura.
Mecanismo de maniobra: compuesto por los ejes, brazo, resorte y muelle que abren los con-tactos si se recibe la orden de los disparadores.
Figura 30 Relé magnetotérmico
El símbolo normalizado que representa un interruptor magnetotérmico es el representado en la figura adjunta.
FUENTE: ADAE
Figura 31 Representación de un relé magnetotérmico Se nombran con la letra
QF, el símbolo consta de dos elementos, uno repre-senta la acción térmica de la protección y el otro re-presenta la protección contra máxima intensidad
