Introducción a la Ingeniería EléctricaIntroducción a la Ingeniería Eléctrica
¿Por qué?
Riesgos derivados del uso de la corriente eléctrica
La utilización de la electricidad puede provocar daños a La utilización de la electricidad puede provocar daños a equipos y personas:equipos y personas:
Riesgos de incendio y explosiónRiesgos de incendio y explosión Riesgos de Electrización y ElectrocuciónRiesgos de Electrización y Electrocución
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Riesgos de incendio y Riesgos de incendio y explosión explosión
Un cable mal aislado, una conexión defectuosa y una parte de la corriente que circula por la instalación encuentra un camino a tierra a través de materiales más o menos conductores que calientan aquello con lo que entren en contacto.
Es el inicio de un incendio, sin embargo, es posible evitarlo si se detecta la fuga de corriente.
Fallas TransformadoresFallas Transformadores
Riesgos de incendio y Riesgos de incendio y explosión explosión
La sobrecarga de elementos, es decir la exigencia más allá de los valores establecidos en la fabricación, pueden derivar en fallas de los equipos.
La resistencia que opone el cuerpo al paso de la corriente depende de:
La tensión Estado y humedad de la piel Tipo de contacto con el suelo
Riesgos de Electrización y Riesgos de Electrización y ElectrocuciónElectrocuciónEl riesgo de electrización no está relacionado exclusivamente con el valor de tensión aplicada al cuerpo humano, sino con el de la corriente que puede atravesarlo y la duración del contacto.
TensiónTensión
TierraTierra
GeneradorMáquinaEléctricaCorriente
Conceptos PreliminaresConceptos Preliminares
Conductor “Vivo”
Conductor “Neutro”
Aislante
TensiónTensión
TierraTierra
GeneradorMáquinaEléctrica
Conceptos Preliminares Conceptos Preliminares
Tierra
Interacción - Completamente AisladoInteracción - Completamente Aislado
Conceptos PreliminaresConceptos PreliminaresInteracción - Falla AislaciónInteracción - Falla Aislación
TensiónTensión
TierraTierra
GeneradorMáquinaEléctrica
Tierra
Tensión
Tierra
MáquinaEléctrica
Tierra
Tensión
Tierra
MáquinaEléctrica
Tierra
Conceptos Preliminares Conceptos Preliminares Interacción - Con Puesta a TierraInteracción - Con Puesta a Tierra
Conceptos Preliminares Conceptos Preliminares
La intensidad de la corriente eléctrica (I [A]) que circula por un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial (U [V]) aplicada e inversamente proporcional a la resistencia (R [Ω]) del mismo.
Conceptos Preliminares Conceptos Preliminares
Ej. Calcular la corriente que circula por una resistencia de 10 Ω cuando es sometida a una tensión de 100 V.
Riesgos personalesRiesgos personales Una tensión inferior a 50 V en un entorno seco y a 25 V en un
entorno húmedo NO SUPONEN PELIGRO ALGUNO.
Una Corriente de 50 mA en corriente continua y 25 mA en corriente alterna son los límites admisibles por debajo de los cuales no se producen daños irreversibles.
El riesgo eléctrico del ser humano no está relacionado exclusivamente con el valor de tensión aplicada al cuerpo humano, sino con el de la corriente que puede atravesarlo y la duración del contacto.
La resistencia que opone el cuerpo al paso de la corriente depende de:
La tensión Estado y humedad de la piel Tipo de contacto con el suelo
Riesgos personales Riesgos personales En términos generales la resistencia del cuerpo humano toma valores que van desde aproximadamente 1000Ω a 4000Ω.
Ej. Calcular la corriente que circularía por una persona si ésta toca un conductor con 220V.
Riesgos personales Riesgos personales
Ej. Completar el siguiente cuadro utilizando la Ley de Ohm
I = ? U = 24 V U = 110 V U = 220 V
R = 1000 Ω ? ? ?
R = 4000Ω ? ? ?
Riesgos personales Riesgos personales
Ej. Completar el siguiente cuadro utilizando la Ley de Ohm
I = ? U = 24 V U = 110 V U = 220 V
R = 1000 Ω 24 mA 110 mA 220 mA
R = 4000Ω 6 mA 27.5 mA 55 mA
Riesgos personales Riesgos personales
Ej. Si U = 500 V, Rc= 1000 Ohm, I = 250 mA. ¿Cuánto vale Rp?
Riesgos personalesRiesgos personales
Zona 1: habitualmente ninguna reacción
Zona 2: habitualmente ningún efecto fisiológico peligroso.
Zona 3: habitualmente ningún daño orgánico. Con duración superior a 2 segundos se pueden producir contracciones musculares dificultando la respiración, paradas temporales del corazón sin llegar a la fibrilación ventricular.
Zona 4: riesgo de parada cardiaca por: fibrilación ventricular, parada respiratoria, quemaduras graves,...
Riesgos personalesRiesgos personales
Efecto de la fibrilación ventricular en el electrocardiograma y en la tensión arterial
Periodo vulnerable del ciclo cardiaco
§ Se denomina fibrilación ventricular o FV al trastorno del ritmo cardiaco que presenta un ritmo ventricular rápido (>250 latidos por minuto), irregular, de morfología caótica y que lleva irremediablemente a la pérdida total de la contracción cardíaca, con una falta total del bombeo sanguíneo y por tanto a la muerte del paciente. El único tratamiento eficaz es la desfibrilación, que consiste en dar un choque eléctrico de corriente continua que despolariza simultáneamente todo el corazón
Riesgos personales Riesgos personales
U = 200 VRc = 1000 OhmRp = 2000 OhmRb / I<20mA
Rta: Rb > 8MOhm
Se produce un contacto indirecto cuando una persona entra en contacto con una masa de la instalación sometida a tensión como consecuencia de un fallo de aislamientoLa presencia de una conexión a tierra en estado correcto evita la circulación de corriente por la persona.La ausencia de la puesta a tierra provoca la descarga en el ser humano
Falla Aislación – Contacto IndirectoFalla Aislación – Contacto Indirecto
Interacción - CasosInteracción - Casos
Se produce un contacto directo cuando una persona entra en contacto con un punto de la instalación sometido directamente a tensión.
Este caso debe ser eliminada la falla mediante una protección adecuada, la diferencial.
La protección diferencial también contribuye en el caso anterior.
Falla Aislación – Contacto DirectoFalla Aislación – Contacto Directo
Interacción - CasosInteracción - Casos
Interacción - CasosInteracción - CasosAislado de TierraAislado de Tierra
Protección Protección
Elementos de Protección Personal (guantes, zapatos e indumentaria “eléctrica”). Aumentan la resistencia entre el elemento con tensión y el humano.
Elementos adicionales para operación (pértigas, detectores de tensión, mantas, etc). Proveen la posibilidad de la operación a potencial
Dispositivos de protección (disyuntores diferenciales, llaves termo-magnéticas y otros). Elementos que aíslan al elemento en falla del suministro eléctrico.
Diseño de la instalación y criterio de operación de sus elementos de maniobra y protección. Un diseño que permita una operación segura es el componente fundamental de la protección pues es la etapa básica de prevención.
Protección Protección Elementos de Protección Personal
Protección Protección Elementos adicionales para operación
Trabajo en línea energizada a distanciaPértigas para trabajos en línea energizada
Cobertores, mantas, protectores para línea energizada
CARGA
x x
IT’ IT’’
Señal de
disparo
Señal de
disparo
Relé diferencial
Interruptor automático diferencial
ProtecciónProtecciónDispositivos de protección - Protección Diferencial
ProtecciónProtecciónDispositivos de protección - Protección Termo-magnética
Protección DiferencialProtección DiferencialDiseño de la instalación y criterio de operación
5 Reglas de Oro5 Reglas de OroDiseño de la instalación y criterio de operación
NormasNormas
• Norma CEI 479 del año 1974• CEI 4791:1984 • CEI 479-1:1994• Normas españolas UNE 20-572-80 y 20-572-92 • En nuestro país se adoptan las normas CEI que se plasman en el Código Nacional de Electricidad
Antecedentes normativosAntecedentes normativos
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