Simbología Eléctricay Puesta a Tierra

Universidad Alas Peruanas

Facultad de Ingenierías y Arquitectura

Escuela Académico Profesional de Arquitectura

INSTALACIONES ELÉCTRICAS Y SANITARIAS

02 de MAYO del 2015

INTEGRANTES:Álvaro Vargas Rodríguez

Piero Inga VilcaSamuel Herrera Cáceres

Ricardo Choquehuanca Cisneros

PLANO DE INSTALACIÓN ELÉCTRICA

El plano de instalación eléctrica, es un proyecto que se debe realizar de manera anticipada para poder llevar un control y una buena organización sobre cómo y dónde van a estar ubicadas todas las instalaciones eléctricas que se van a poner en una construcción.

1. Interruptores

2. Contactos

3. Salidas eléctricas

4. Tendido de cables

5. voltaje de las salidas

6. Circuitos

7. tipos de cables.

Estos planos nos muestra específicamente la ubicación de:

1

54

32

6

Muestra los diferentes componentes del circuito de manera simple y con pictogramas uniformes de acuerdo a normas, y las conexiones de poder y de señales entre los dispositivos.

El arreglo de los componentes e interconexiones en el esquema, generalmente no corresponde a sus ubicaciones físicas en el dispositivo terminado.

REPRESENTACIÓN EN EL PLANO

La especificación de instalación eléctrica se representa con diferentes grosores de línea y tipos.

Para representar la ubicación y el voltaje.

Elementos a considerar en la confección de un plano eléctrico

Instalaciones eléctricas exteriores

Instalaciones eléctricas interiores

PRINCIPALES SÍMBOLOS DE INSTALACIÓN EN UNA CASA

1. Acometida: conductores de

la calle con conductores que llegan al hogar.

2. Medidor: mide el consumo de

energía eléctrica.

3. Interruptor: control de flujo de corriente.

4. Interruptor I polo: sistemas monofásicos.

1. Interruptor 2 polos: sistemas bifásicos2. Interruptor 3 polos: sistemas trifásicos

3. Interruptor termo magnético.

Es el de uso mas común en

sistemas poco complejos.

Espacios concurridos

Uso en espacios de exposición

Su uso esta dirigido a espacios amplios con

sistemas mas complejos de instalaciones.

SÍMBOLOS ELECTRICOS DOMICILIARIOS

Contador watt - hora

Caja de conexión de empresa eléctrica

Tablero de Distribución

Tablero General

Salida para artefacto en el techo o centro de luz

Salida para artefacto en la pared - braquete

Artefacto empotrado en el techo – spot ligth

Salida para artefacto con lámpara fluorescente adosado al techo

Salida para artefacto con lámpara fluorescente empotrado al techo

Caja de paso y empalme en techo y pared.

Tomacorriente monofásico simple (.40)

Tomacorriente monofásico simple alto (1.20)

Tomacorriente monofásico simple en el piso

Tomacorriente doble

Tomacorriente doble alto

Tomacorriente doble en el piso

Salida para cocina eléctrica

Interruptor unipolar, bipolar y tripolar

Zumbador

Timbre

Pulsador

Puesta a Tierra

Interruptor de portero

Chapa eléctrica

Salida para Ventilador

Indica número de conductores y con puesta a tierra respectivamente

Tubería empotrada en techo o pared

Tubería empotrada en piso

A

MEDICIÓN DE PUESTA A TIERRA

En cualquier instalación doméstica e industrial, la conexión de una toma de tierra es una de las reglas básicas a respetar para garantizar la seguridad de la red eléctrica.

La ausencia de una toma de tierra podría suponer serios riesgos para la vida de las personas y poner en peligro las instalaciones eléctricas y los bienes.

Sin embargo, la presencia de una toma de tierra no es suficiente para garantizar una seguridad total. Sólo controles realizados con regularidad pueden probar el correcto funcionamiento de la instalación eléctrica.

Existen numerosos métodos de medición de tierra dependiendo del tipo de regímenes de neutro, del tipo de instalación (doméstico, industrial, medio urbano, rural, etc.) y de la posibilidad de dejar sin tensión la instalación.

S

¿Por qué es necesaria una puesta a tierra?

La puesta a tierra consiste en realizar una conexión eléctrica entre un punto dado de la red, de una instalación o de un material y una toma de tierra. Esta toma de tierra es una parte conductora, que se puede incorporar en el suelo o dentro de un medio conductor, en contacto eléctrico con la Tierra.La puesta a tierra permite así conectar a una toma de tierra, a través de un cable conductor, las masas metálicas que corren el riesgo de entrar en contacto casualmente con la corriente eléctrica debido a un defecto de aislamiento en un dispositivo eléctrico. La corriente de defecto no representará en este caso ningún peligro para las personas, ya que podrá eliminarse por la tierra. Sin una puesta a tierra, la persona quedará sometida a una tensión eléctrica que, según su importancia, puede ocasionar la muerte.La puesta a tierra permite entonces eliminar sin riesgo las corrientes de fuga y, asociada a un dispositivo de corte automático, originar la desconexión de la instalación eléctrica.

Una buena puesta a tierra garantiza por lo tanto

la seguridad de las personas, pero también la protección de los bienes e

instalaciones en caso de rayo o de intensidades de defecto.

¿Qué valor de resistencia de tierra debe

encontrarse? Antes de efectuar una medida de tierra, la primera cuestión fundamental que uno debe plantearse es saber cuál es el valor máximo admisible para asegurarse de que la toma de tierra sea correcta.

Las exigencias en materia de valor de resistencia de tierra son distintas según los países, los regímenes de neutro utilizados o el tipo de instalación. Es importante informarse previamente sobre la norma vigente para la instalación a probar.

Mediante la ley de Ohm:

R = 50 V / 0,5 A = 100 Ω

Ejemplo:En una instalación, para garantizar la seguridad de las personas, los dispositivos de protección deben actuar en cuanto circule por la instalación una "tensión de defecto“ que supera la tensión límite aceptada por el cuerpo humano. Los estudios realizados por un grupo de trabajo, compuesto por médicos y expertos en seguridad, han llevado a la fijación de una tensión de contacto permanente admitida como no peligrosa para las personas del orden de 50 VAC para los locales secos (este límite puede ser más débil para medios húmedos o sumergidos).

Digamos para esta caso que en las instalaciones domésticas, el dispositivo de corte diferencial asociado a la toma de tierra acepta una elevación de corriente de 500 mA.Entonces :

Para garantizar la seguridad de las personas y de los bienes, la resistencia de la toma de tierra tiene que ser por lo tanto inferior a 100 Ω.El cálculo a continuación refleja perfectamente que el valor depende de la corriente nominal del dispositivo de protección diferencial de cabecera de la instalación.

Se obtiene:

Por lo tanto:

Bucle en el fondo de la excavaciónFleje o cable enterrado en el hormigón de limpieza PlacasPicas o tubosCintas o cables

La naturaleza de la toma de tierra El conductor de tierra La naturaleza y la resistividad del terreno, de ahí la importancia de realizar medidas de resistividad antes de la implantación de nuevas tomas de tierra.

¿De qué está compuesta una puesta a tierra?

La toma de tierra se aplica en función de los países, del tipo de construcción o de

las exigencias normativas, existen distintos métodos para

realizar una toma de tierra. Generalmente, los tipos de construcción son los

siguientes:

Sea cual sea el tipo de toma de tierra elegido, su papel radica en estar en estrecho contacto con la tierra paraproporcionar una conexión con el

terreno y que circulen las corrientes de defecto. La realización de una correcta toma de tierra dependerá entonces de tres elementos

esenciales como:

Es importante resaltar que siempre se recomienda

realizar la toma de tierra lo

más profundo posible.

La resistividad de los terrenos

La resistividad (ρ) de un terreno se expresa en óhm-metro (Ω.m). Esto corresponde a la resistencia teórica en Ohmios de un cilindro de tierra de 1 m2 de sección y de 1 m de longitud.Su medida permite conocer la capacidad del terreno para conducir la corriente eléctrica. Por lo tanto, cuanto más débil sea la resistividad, más débil será la resistencia de la toma de tierra construida en este lugar. La resistividad es muy variable según las regiones y la naturaleza de los terrenos. Depende del índice de humedad y de la temperatura (las heladas o la sequía la aumentan).Por ello una resistencia de tierra puede variar según las estaciones y las condiciones de medida. Dado que la temperatura y la humedad son más estables al alejarse de la superficie de la tierra, cuanto más profundo esté el sistema de puesta a tierra menos sensible será elmismo a los cambios medioambientales.

Disposiciones reglamentarias en el Perú.La autoridad administrativa sectorial en el área eléctrica tiene a su cargo el Código Nacional de Electricidad como

instrumento de Normativa Técnica, cuya aplicación de pautas y recomendaciones se considera para el otorgamiento de Licencias de Construcción por parte de las Municipalidades, con la participación de organismos especializados como el Colegio de Ingenieros del Perú (CIP).

a) El Código Nacional de Electricidad Compendio de Normas, Recomendaciones y Procedimientos que permiten, entre otros, cautelar la seguridad de las personas contra el peligro del uso de la electricidad; la versión a Mayo de 1,978 consta de cinco tomos, orientados a subsistemas, en ellos se privilegia la conexión a tierra; empezando por el Tomo I, Capítulo 3, Título 3.5.1, Inciso c) que considera requisito mínimo de seguridad contra accidentes eléctricos, la conexión a una toma de tierra de todas las masas de una misma instalación.

b) Licencias de Construcción

Mediante el Decreto Supremo N° 25-94, emitido el 07.12.94, se encarga a las Municipalidades el otorgamiento de Licencias de Construcción, el control de las mismas y la Conformidad de Obra de toda Edificación dentro de la jurisdicción Municipal; proponiendo asimismo los organismos que intervienen en la aprobación y los documentos técnicos a ser examinados, entre los cuales se cuentan los planos de Instalaciones Eléctricas según prescripciones del Código Nacional de Electricidad.

c) Las Normas Técnicas Peruanas

El INDECOPI, en su calidad de Organismo Peruano de Normalización, instaló el 08 de julio de 1998 el Comité Técnico Especializado de Seguridad Eléctrica - Sistema de Conexión a tierra, encargado de la elaboración de las Normas Técnicas Peruanas. Las normas fueron aprobadas en el Diario Oficial El Peruano el 11 y 13 de diciembre de 1999 según Resolución de la Comisión de Reglamentos Técnicos y Comerciales N° 0062 y 0064-1999/INDECOPI-CRT.

NTP 370.052:1999 SEGURIDAD ELECTRICA. Materiales que constituyen el pozo de puesta a tierra, 1ª Edición el 13 de diciembre de 1999.

NTP 370.053:1999 SEGURIDAD ELECTRICA. Elección de los materiales eléctricos en las instalaciones interiores para puesta a tierra. Conductores de protección de cobre, 1ª Edición el 13 de diciembre de 1999.

NTP 370.054:1999 SEGURIDAD ELECTRICA. Enchufes y tomacorrientes con protección a tierra para uso doméstico y uso general similar, 1ª Edición el 11 de diciembre de 1999.

NTP 370.055:1999 SEGURIDAD ELECTRICA. Sistema de puesta a tierra. Glosario de términos, 1ª Edición el 13 de diciembre de 1999.

NTP 370.056:1999 SEGURIDAD ELECTRICA. Electrodos de cobre para puesta a tierra, 1ª Edición el 13 de diciembre de 1999.

Disposiciones Internacionales.

En el ámbito internacional, es muy conocido y empleado el grupo de estándares del Instituto de Ingenieros Eléctricos y

Electrónicos (IEEE - Institute of Electrical an Electronics Engineers):

a) Sistemas de Puesta a Tierra.

ANSI / IEEE Std. 81: 1983, Guía para la medición de Resistencias de Tierra, Impedancias de Tierra y Potenciales de

Superficie de Tierra en Sistemas de Aterramiento.

b) Instalaciones domiciliarias, comerciales e industriales.

ANSI C114.1-1973 / IEEE Standard 142-1972

IEEE Práctica Recomendada para Aterramientos de Sistemas de Potencia Industriales y Comerciales.

c) Subestaciones eléctricas de media y alta tensión

ANSI / IEEE Standard 80-1986

IEEE Guía para Seguridad en Aterramientos de subestaciones AC.

Norma USA que cubre aspectos técnicos y de diseño. Incluye modelamiento de terreno, distribución de corriente de falla,

ejemplos trabajados y consideraciones especiales, por ejemplo, subestaciones encapsuladas (GIS). Esta Norma se considera

generalmente rigurosa en su aproximación.

d) Directivas CCITT

Involucran, principalmente, interferencias electromagnéticas en cables, generadas por sistemas de potencia y rieles electrificados.

Utilidad de la medida de resistividad

La medida de resistividad permitirá:

Elegir la ubicación y la forma de las tomas de tierra y de las redes de tierra antes de construirlas. Prever las características eléctricas de las tomas de tierra y de las redes de tierra. Reducir los costes de construcción de las tomas de tierra y de las redes de tierra (ahorro de tiempo para conseguir la resistencia de tierra deseada).

MÉTODOS DE MEDICIÓN DE

PUESTA A TIERRA

E

MÉTODO DE LA TIERRA CONOCIDA.

MÉTODO DE LA TIERRA CONOCIDA

Este método consiste en encontrar la resistencia combinada entre el electrodo a probar y uno de resistencia despreciable.

En este método se hace circular una corriente entre las dos tomas de tierra, esta corriente se distribuye en forma similar a

las líneas de fuerza entre polos magnéticos.

El inconveniente de este método es encontrar los electrodos de resistencia conocida y los de resistencia despreciable.

MEDICIÓN DE LA RESISTIVIDAD POR EL MÉTODO DE LOS DOS PUNTOS

Tanto el instrumento de Shepard como otros métodos semejantes de dos puntos, permiten efectuar una estimación rápida del valor de la resistividad de los suelos naturales, además de ser fácilmente transportable y permitir mediciones en volúmenes reducidos de suelos, como por ejemplo en el fondo de excavaciones.  El aparato consta de dos electrodos, uno mas pequeño que el otro, que se conectan a sendas pértigas aislantes. El borne positivo de una batería se conecta a través de un miliamperímetro al electrodo mas pequeño y el borne negativo al otro electrodo. El instrumento puede ser calibrado para expresar las mediciones directamente en Ohm-centímetro a la tensión nominal de la batería.

Cabe acotar que se han desarrollado una gran variedad de instrumentos digitales y analógicos que utilizan numerosas variantes de los métodos descriptos anteriormente,

brindando lecturas directas. Por ejemplo, existe un gran parque de óhmetros marca Megger que utilizan un instrumento de bobinas cruzadas que opera como cocientímetro y posee un generador de CA accionado a manivela. También hay equipos que utilizan generadores electrónicos de alta frecuencia para efectuar mediciones de puesta a tierra en torres de

alta tensión sin desconectar el hilo de guardia, considerando que a esas frecuencias dicho hilo presenta una reactancia inductiva suficientemente elevada como para considerarlo un circuito abierto. Además hay que tener en cuenta que las descargas atmosféricas contienen

componentes de alta frecuencia.

MÉTODO DE LOS TRES PUNTOS O TRIANGULACIÓN

Consiste en enterrar tres electrodos (A, B, X), se disponen en forma de triángulo,

tal como se muestra en la figura 2, y medir la resistencia combinada de cada

par: X+A, X+B, A+B, siendo X la resistencia de puesta a tierra buscada y A

y B las resistencias de los otros dos electrodos conocidas.

Las resistencias en serie de cada par de puntos de la puesta a tierra en el triángulo sera determinada por la medida de voltaje y corriente a través de la resistencia. Así quedan

determinadas las siguientes ecuaciones:

R1= X+AR2= X+BR3= A+BDe dondeX= (R1+R2-R3)/2

Este método es conveniente para medidas de resistencias de las bases de las torres, tierras aisladas con varilla o puesta a tierra de pequeñas instalaciones. No es conveniente para medidas de resistencia bajas

como las de mallas de puesta a tierra de subestaciones grandes. El principal problema de este metodo es que A y B pueden ser demasiado grandes comparadas con X (A y B no pueden superar a 5X), resultando poco confiable

el calculo.

MEDICIÓN DE LA RESISTIVIDAD POR EL MÉTODO DE LOS CUATRO PUNTOS

 Generalmente la resistividad del terreno se mide por el método universal de cuatro puntos desarrollado por F. Wenner en 1915. El mismo resulta el mas seguro en la práctica para medir la resistividad promedio de volúmenes extensos de suelos naturales. En este método se clavan en el suelo 4 electrodos pequeños (jabalinas) dispuestos en línea recta con la misma distancia "a" entre ellos y a una profundidad "b" que no supere 1/10 de "a" (preferentemente 1/20 de "a").Entonces se inyecta una corriente de medición "I" que pasa por el terreno a través de los dos electrodos extremos y simultáneamente se mide la caída de tensión "U" entre los dos electrodos interiores, utilizando un potenciómetro o un voltímetro de alta impedancia interna.

La teoría indica que la resistividad

promedio del suelo “ρ” a

una profundidad igual a la distancia "a"

vale aproximadamente:

Si se efectúan una serie de mediciones realizadas a diferentes distancias "a" se puede construir un diagrama de resistividades del suelo en función de la profundidad, que permite detectar la existencia de distintas capas geológicas en el terreno. Cabe acotar que en los emplazamientos donde el terreno presenta diferentes valores de resistividad en función de la profundidad, la experiencia indica que el valor mas adecuado para el diseño del dispersor a tierra es el que se obtiene a una profundidad mayor.

MÉTODO DE LA CAIDA DE POTENCIAL.

MÉTODO DE LA CAIDA DE POTENCIAL

Es el método mas empleado, los electrodos son dispuestos como lo muestra la figura; E es el electrodo de tierra con resistencia desconocida; P y C son los electrodos auxiliares colocados a una distancia adecuada (). Una corriente (I) conocida se hace circular a través de la tierra, entrando por el electrodo E y saliendo por el electrodo C. La medida de potencial entre los electrodos E y P se toma como el voltaje V para hallar la resistencia desconocida por medio de la relación V/I .

La resistencia de los electrodos auxiliares se desprecia, porque la resistencia del electrodo C no tiene determinación de la caída de potencial V. La corriente I una vez determinada se comporta como contante. La resistencia del electrodo P, hace parte de un circuito de alta impedancia y su efecto se puede despreciar.

POZOS A TIERRA:

Los Pozos a Tierra son instalaciones eléctricas que se utilizan en el suelo para dispersar diferentes tipos de corrientes. La corriente siempre busca “La Tierra” (será por eso que los relámpagos siempre caen hacia abajo) básicamente es tener 1 tercer cable en el tomacorriente conectado al pozo tierra directamente, sin fusibles para que la descarga eléctrica (ya sea por corto circuito o por estatita) pasa directamente al pozo y nosotros estemos en el circuito como medio de paso y no como el que va a recibir la descarga eléctricaBeneficios de un Pozo a Tierra:•Garantiza la integridad física de aquellos que operan con equipos eléctricos.•Evitar voltajes peligrosos entre estructuras, equipos y el terreno durante fallas o en condiciones normales operación.•Dispersar las pequeñas corrientes provenientes de los equipos electrónicos.•Dispersar a tierra las corrientes de falla y las provenientes de sobretensiones ocasionadas por rayos, descargas en líneas o contactos no intencionales con la estructura metálica de un equipo eléctrico.

POZO A TIERRA HORIZONTAL

Es indispensable que los electrodos de platina, plancha, varilla de cobre o conductores enterrados, estén colocados dentro de zanjas o fosas rellenas con tierra de cultivo en un área perimetral al electrodo o conductor de no menos de 0.30 m de radio y la dosificación será de 1 a 3 dosis de tratamiento por m3.•Cavar una Zanja de 6m de longitud, 60 cm de profundidad, 40 cm de ancho en la zona a instalar el Pozo a Tierra.•Compactar la tierra de fondo.•Colocar 3 bolsas de cemento conductivo de 20 kg, cada uno, luego compactar.•Esto va a depender mucho de la resistividad del terreno.•Coloque el cable de conexión a tierra en la zanja.•Cubra el cable de conexión a tierra totalmente con cemento conductivo.•Agréguele tierra y compacte hasta poner al nivel de piso y colocar su caja de registro.

POZO A TIERRA VERTICALSe cava un pozo de 2.40 mts de profundidad por metro por lado. Se coloca una barra de cobre en el centro del agujero sea de 5/8, ¾ luego se coloca un tubo de pvc de 6" de diámetro alrededor de la barra de una longitud igual o menor a la barra. Luego se rellena con cemento conductivo y se va apisonando rellenando con tierra de chacra alrededor del tubo compactando en cada 30 cm de altitud y se va retirando el tubo, tal como lo indican las fotografías a continuación. Recomendaciones:•Agregar por capa 20 litros de agua (para pozo)•Agregar por cada metro 10 Lit. de Agua (para zanja)•Para instalación no se recomienda el uso del espiral de cobre

ATERRAMIENTOSLos aterramientos, tiene la importante misión de proteger las todos los elementos electrónicos y de potencia de las instalaciones bajo estudio. Para medir estos aterramientos existentes deben utilizarse equipos especiales. Los terrómetros o megger de tierra, son analógicos o digitales y deben contener 4 carretes de cable calibre 14 AWG normalmente. También traen 4electrodos de material con la dureza suficiente para ser hincados en la tierra con martillo. Además de lo anterior se sugiere contar con medidor de temperatura y medidor de humedad.

SISTEMA ENMALLADOEs un reticulado formado por la unión de conductores horizontales, normalmente según direcciones perpendiculares y uniformemente espaciados, incluyendo eventualmente conductores verticales (barras). Se utiliza especialmente cuando el objetivo principal de la puesta a tierra es mantener un control de potenciales en la superficie del terreno, con un bajo valor de resistencia.

MANTENIMIENTO DE POZO A TIERRAComprobar el estado físico operativo del sistema de puesta a tierra, a través de la medición de la resistencia de cada uno de los pozos de puesta a tierra (PAT) de la planta. Los sistemas de puesta a tierra son para brindar seguridad a las personas y a los equipos eléctricos, así como confiabilidad operativa a la instalación eléctrica de la planta. Por lo tanto se tiene que prevenir cualquier eventualidad de fallas eléctricas, cortocircuitos y fugas de corriente imprevistas. ORJ EIRL cuenta para ello con equipamiento de última generación.

MATERIALES

Probador de resistencia tipo pinza AEMC instrumentos•Pinza miliamperimétrica•Megóhmetro Metrel•2 rollos de cables, Comba pequeña, electrodos, barras, cocodrilos, Bentonita, Sal Industrial, herramientas e insumos menores (varios)