INSTALACIONES ELÉCTRICAS I.T.MINAS

TEMA 10 Página 1 de 8

TEMA 10: INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN MINERÍA

INTRODUCCIÓN

Entre las distintas clases de energía existentes, la más adecuada para mover los diferentes sistemas de transporte, arranque, ventilación, perforación, etc. de la industria minera es la eléctrica. Esta es de fácil transporte y de gran rendimiento pero en su funcionamiento produce chispas y calentamientos peligrosos según la atmósfera. VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA La energía de aire comprimido fue casi exclusiva hasta principios del siglo XX, momento en que la energía eléctrica empezó a utilizarse en instalaciones de exterior. Con el tiempo fue introduciéndose en el interior hasta llegar a los embarques, salas de bombas, transportes ventilación y por fin a los talleres de arranque.

VENTAJAS

INCONVENIENTES

*Rendimiento alto *Aumento de potencia en maquinaria *Mayor fiabilidad. Menos averías *Utilización de maquinaria más rápida

*Riesgo de electrocución *Riesgo de incendio *Riesgo de explosión *Coste de material eléctrica *Maquinaria con menos aplicaciones

En el interior de la mina, donde existen atmósferas potencialmente explosivas, la utilización de la energía eléctrica necesita estar protegida con total seguridad. RIESGOS DE ELECTROCUCIÓN El contacto del cuerpo humano con la energía eléctrica, con unos valores determinados, puede producir electrocución. El efecto que ello genera depende de:

-Componentes fisiológicos -Trayecto a través del cuerpo -Factores de la corriente eléctrica

Un hombre perfectamente aislado puede tocar sin riesgo un conductor ya que la corriente no atravesará su cuerpo por que no tiene por donde salir. Para que ocurra un accidente debe cometerse

INSTALACIONES ELÉCTRICAS I.T.MINAS

TEMA 10 Página 2 de 8

alguno de los siguientes errores: -Tocar simultáneamente dos conductores diferentes -Tocar un conductor mal aislado teniendo los pies descalzos o mojados

SE CONSIDERA PELIGROSO SI TIENE O SUPERA ESTOS VALORES

INTENSIDAD

TENSIÓN

TIEMPO

C. ALTERNA

25 mA

25 V

0.2 s

C. CONTINUA

50 mA

50 V

0.2 s

Para contrarrestar esta mayor peligrosidad se acude a dos medidas:

-Utilización de material blindado, de manera que todas las partes bajo tensión eléctrica que fuera del alcance humano. -Puesta a tierra de las envolventes metálicas de todos los aparatos.

TENSIONES AUTORIZADAS EN LAS EXPLOTACIONES DE INTERIOR

(ITC 09.0.02)

TENSIÓN NOMINAL MÍNIMA

TENSIÓN NOMINAL MÁXIMA

SE UTILIZAN EN

EN ATMÓSFERA

EXPLOSIVA

RESTO

ALTA

TENSIÓN

1100 V 5000 V

10000 V

CONDUCTORES DE ENERGÍA

TRANSFORMADORES RECEPTORES FIJOS

MAQUINAS MÓVILES Y FIJAS

BAJA TENSIÓN

50v

1100 V

ALUMBRADO FIJO HERRAMIENTAS

PORTÁTILES SOLDADURA ELÉCTRICA

HILO DE CONTACTO, TRACCIÓN

LUGAR

HÚMEDO

LUGAR SECO

P.TENSIONES DE

SEGURIDAD

24 V

50 V

LÁMPARAS PORTÁTILES CIRCUITOS DE MANDO

APARATOS PORTÁTILES QUE SE UTILIZAN EN LUGARES HÚMEDOS

INSTALACIONES ELÉCTRICAS I.T.MINAS

TEMA 10 Página 3 de 8

RIESGOS DE INCENDIO Las causas que pueden originar un incendio en una instalación eléctrica son de dos tipos:

-Sobrecargas -Cortocircuitos

Para evitar las sobrecargas los componentes de una instalación eléctrica se elegirán de acuerdo con el trabajo que vallan a realizar:

-Motores con la potencia necesaria -Cables adecuados

Todo equipo eléctrico está concebido para soportar una intensidad nominal bajo la cual la temperatura alcanzada en funcionamiento no sea peligrosa para el personal ni para los materiales. Se debe comprobar periódicamente el aislamiento de la red. Todo elemento que pueda estar sometido a una sobrecarga deberá estar dotado de un dispositivo que interrumpa el paso de corriente en todos sus conductores activos antes de que dicha carga pueda ocasionar un calentamiento en el circuito. Los circuitos eléctricos estarán protegidos por relés térmicos y fusibles.

Los cortocircuitos se producen cuando se cierra bruscamente un circuito eléctrico sobre si mismo. Las protecciones deberán garantizar:

-Que todos los elementos de la instalación puedan soportar los esfuerzos electrodinámicos y térmicos producidos por las corrientes de cortocircuito durante el tiempo que puedan tardar los dispositivos de corte.

INSTALACIONES ELÉCTRICAS I.T.MINAS

TEMA 10 Página 4 de 8

-Que se disponga de elementos automáticos que corten las corrientes de cortocircuito en un tiempo suficientemente breve para evitar cualquier riesgo de incendio.

-Que la intensidad mínima de cortocircuito sea capaz de accionar los dispositivos de corte.

Como elementos de corte se emplean los disyuntores o interruptores automáticos y fusibles. EL MATERIAL ELÉCTRICO BLINDADO

Todo el material eléctrico empleado en la mina es de un tipo especial: es un material blindado. Está fuertemente protegido contra cualquier clase de daños mediante envolventes exteriores cerradas que impiden todo contacto accidental con las partes bajo tensión.

-Cables armados: constan del número de conductores necesarios para cada instalación y forman con el aislamiento un todo cilíndrico. La protección exterior se encomienda a una armadura de alambres o flejes de acero arrollados en hélice sobre su superficie y recubierta a u vez con una capa de goma o plástico. Están compuestos por:

-Conector: Formado por hilos de cobre por donde circula la corriente. -Aislante: Material que rodea a los conductores. -Cubierta: Protege al aislante mediante una capa de relleno tubular. -Armadura: Protección metálica. -Pantalla: Recubrimiento que abarca a cada conductor o a todos conjuntamente.

Desconecta el sistema cuando el cuadro resulta averiado. -Protecciones: Se aplican sobre la armadura y sirven para proteger el cable contra agentes

físicos y químicos. -Hilos piloto: Conductores aislados. Son de telemando, señalización y protección. -Hilo de drenaje: Igual que los hilos piloto. Sirve para fortalecer el conjunto del cable.

1 Conductores activos 4 Hilo de tierra 3 Varios pilotos 7 Armadura de alambre y acero

Los cables se clasifican en: - Cables rígidos armados: Se emplean en instalaciones fijas.

INSTALACIONES ELÉCTRICAS I.T.MINAS

TEMA 10 Página 5 de 8

- Cables flexibles armados: Alimentan máquinas y aparatos fijos y móviles.

- Cables flexibles: Alimentan a máquinas que se mueven continuamente (rozadoras, palas elec)

-Cuadros de conexión: Son cajas de acero muy fuertes, completamente cerradas. Las tapas se sujetan con tornillos. Sólo deben ser abiertas por personal especializado y siempre después de cortar la corriente.

-Cofres blindados: Son semejantes a los anteriores, llevan en su interior todos los elementos de maniobra y protección necesarios para el manejo de los motores. Van provistos de una puerta que no debe ser abierta nada más que por especialistas.

En el interior se encuentran todos los contactores y contactos que en su accionamiento pueden producir una chispa. Si estamos en una atmósfera explosiva y se produce una chispa es muy peligroso. Para ello se utilizan estos cofres; los hay que van cerrados herméticos con lo que no hay gas explosivo en su interior por lo que no se produce la explosión. Otros van cerrados

INSTALACIONES ELÉCTRICAS I.T.MINAS

TEMA 10 Página 6 de 8

pero no son herméticos por lo que en su interior hay los mismos gases que en la atmósfera. En caso de ser explosivos se produce una explosión en el interior del cofre no dejándola salir, por lo que no se propaga. Para abrirlos se necesitan unas llaves especiales para evitar que "cualquiera" pueda abrirlos. Al abrirlos llevan un sistema de desconexión.

Los modos de protección son las medidas que se aplican en la construcción del material eléctrico para evitar que provoque la inflamación de la atmósfera que le rodea. Se clasifican en:

Antidefragante: El equipo está encerrado en una envolvente capaz de soportar la deflagración de una mezcla gaseosa inflamable que penetre o se forme en su interior, sin sufrir su estructura ni transmitirla al exterior. Se suele emplear en motores, cofres, cajas de conexión ...

Seguridad intrínseca: Con ella toda chispa que pueda producirse en el circuito eléctrico no tendrá la energía suficiente para inflamar una atmósfera potencialmente explosiva. Se emplea en circuitos de mando, telefonía, explosores, grisuómetros ...

Sobrepresión interna: El material está protegido por una envoltura llena de un gas inerte con una presión superior a la de la atmósfera exterior lo que impide que esta penetre en la envoltura.

I.T.M. INSTALACIONES ELECTROMECÁNICAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS

TEMA 10 Página 7 de 8

Seguridad aumentada: El equipo eléctrico, por su calidad, fabricación y montaje, disminuye en su interior el riesgo de formación de chispas y aumento de la temperatura.

Relleno pulverulento: Las partes activas de un aparato eléctrico se encuentran dentro de una masa aislante. NIVELES DE RIESGO

La legislación minera establece siete niveles de peligrosidad en las labores, que se determinan en función de:

1º Emplazamiento: A: Socavones, pozos y sus macizos de protección en entrada de aire limpio. B: Galerías de entrada de aire limpio, con límite en los 50 m anteriores a la

llegada de los talleres de arranque en actividad. C: Galerías generales de retorno de aire de la mina o de sus zonas. D: Talleres de arranque en actividad, incluyendo sus galerías de retorno de aire y

los 50 m anteriores de su galería de entrada de aire limpio. E: Fondos de saco.

2º Clasificación de la mina o zona: 1ª categoría, sin grisú 2ª categoría, debilmente grisuosas 3ª categoría, fuertemente grisuosas 4ª categoría, con desprendimientos instantáneos de gas

3º Límite máx de contenido de CH4 en la corriente de aire.

DETERMINACIÓN PREVIA DE NIVELES

A

B

C

D

E

EMPLAZAMIENTO

Socavones

Galerías de

entrada

Galerías generales

Talleres

de arranque

Fondos

de saco

CLASIFICACIÓN

DE LA ZONA MINERA

MÁX

CH4 (%)

Nivel

MÁX

CH4 (%)

Nivel

MÁX

CH4 (%)

Nivel

MÁX

CH4 (%)

Nivel

MÁX

CH4 (%)

Nivel

SIN CLASIFICAR Y 1ª CATEGORÍA

SIN

INDICIO

0

SIN

INDICIO

0

SIN

INDICIO

0

SIN

INDICIO

0

SIN

INDICIO

0

2ª CATEGORÍA

SIN

INDICIO

0

SIN

INDICIO

0

0.5 0.8

1 2

1

1.5

2 4

1

1.5

3 4

3ª CATEGORÍA

SIN

INDICIO

0

0.5

1

0.8 1

2 4

1

1.5

3 4

1.5

4

4ª CATEGORÍA

0.5

1

0.8

2

0.8

5

1

6

1

6

UTILIZACIÓN DE LOS MODOS DE PROTECCIÓN Y CONDICIONES DE INSTALACIÓN DEL MATERIAL ELÉCTRICO

I.T.M. INSTALACIONES ELECTROMECÁNICAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS

TEMA 10 Página 8 de 8

SEGÚN EL NIVEL DE PELIGROSIDAD DE LA LABOR

NIVELE

S

MODOS DE

PROTECCIÓN NECESARIOS

CONDICIONES DE INSTALACIÓN

0

No precisan

No precisan

Si la instalación está equipada con un dispositivo de control automático de CH4 que verifique su contenido con periodicidad no superior a 4 min y que desconecte la alimentación eléctrica de todos los equipos cuando se sobrepase el límite de 0,5% de CH4

1

d, p, e, i, q

Si no se cumple la condición anterior el material eléctrico tiene que estar protegido por alguno de ellos

2

d, p, e, i, q

Es válido cualquiera de ellos.

d, p, i, q

En cualquier elemento eléctrico.

3

e

Sólo se admite en casos de accesorios (cajas de conexión, cajas de bornes, entradas de cables)

d, p, i, q

4

e

Mismas condiciones que al nivel 3, siempre que la instalación disponga de un controlador automático de CH4 que produzca una

alarma óptica o sonora que avise al personal cuando se sobrepasen los límites reglamentarios.

d, p, i, q

5

e

Mismas condiciones que al nivel 3, siempre que la instalación disponga de un controlador automático de CH4 que verifique su

contenido con periodicidad no superior a 30 seg y sea capaz de desconectar la alimentación cuando se superan los límites reglamentarios.

i

6

d

Se dispondrá de un controlador automático de CH4 que verifique su contenido con periodicidad no superior a 30 seg , y que

desconecte la alimentación cuando sobrepase los límite