Instituto Politécnico Loyola. Educación Continuada 1 Electricidad Residencial Jueves, 23 de abril de 2015 Unidad 3: Instalaciones de Circuitos de Alumbrado y Tomacorriente. Carta de Instrucción 1: Complementación teórica sobre: conductores y aisladores, sus tipos y utilización en instalaciones residenciales. Tipos de empalmes eléctricos más empleados. Herramientas y materiales a utilizar, normas de seguridad. Simbología. Práctica: Montaje de interruptor simple para controlar una lámpara y varias lámparas en paralelo. Montaje de interruptores doble y triple para controlar varias lámparas de forma independiente. Objetivo: Aplicar las conexiones estudiadas en clase y los empalmes para montar circuitos de alumbrado controlados por interruptores simples en diferentes configuraciones y ajustarlo a las necesidades del cliente. COMPONENTENTE TEÓRICO: Tipos de conductores. Los conductores pueden clasificarse según varios criterios: De acuerdo a su constitución: 1. Alambres (un solo hilo conductor). 2. Cables (varios hilos conductores sin aislamiento entre sí). De acuerdo al número de conductores (aislados entre sí). 1. Monoconductor. 2. Multiconductor. Tipos de Aislantes. Concepto: El aislante es un material “dieléctrico” que separa y protege el alambre o cable conductor del exterior y de otros conductores cercanos. Palabrita dominguera: Dieléctrico: es aquel material que es un mal conductor de la electricidad. Instituto Politécnico Loyola. Educación Continuada 2 Electricidad Residencial El material aislante más usado para la fabricación de conductores eléctricos son los polímeros termoplásticos y de hule. Un termoplástico es un tipo de plástico que cambia sus propiedades cuando se calienta y se enfría. Los termoplásticos se ablandan cuando se les aplica calor y tienen un acabado liso y duro cuando se enfrían. Algunos termoplásticos son el polietileno (PE) y el policloruro de vinilo (PVC). Letras empleadas en la designación de las características del aislamiento son: R: Aislamiento de hule T: Aislamiento termoplástico X: aislamiento de polímero sintético barnizado H: resistente al calor hasta 75˚C HH: resistente al calor hasta 90˚C W: resistente a la humedad UF: para uso subterráneo N: cubierta de nylon NOTA: Si no se indica H, resiste hasta 60˚C Les dejo algunos acrónimos usados en la industria de los cables: AACS: Aluminum Alloy Standed Conductor: cable de aleación de aluminio. ACSR-AW: ACSR con centro de acero recubierto con aluminio (Alumo-Weld). También conocido como ACSR-AS. DRS: Cables para Distribución Residencial Subterránea (tipo URD). HDPE: High Density PolyEthylene (PE): polietileno de alto densidad. HPN: Heater Cord Parallel Neoprene: cordón paralelo de dos conductores flexibles con aislamiento elastomérico para aparatos electrodomésticos resistentes al calor, 90 °C, 600 volts. LDPE: Low Density PolyEthylene (PE): polietileno de bajo densidad. NMC: NM con cubierta elastomérica resistente a la corrosión; para ambientes secos o húmedos. PCC: Designación de CSA para los cables de uso interior (Premises Comunication Cable). PE: Polietileno, puede ser de los tipos HMWP,HDPE y LDPE. PFA: PerFluoro-Alkoxy: cables para alta temperatura; ambiente seco, con aislamiento de PerfluoroAlkoxy, hasta 200 °C. PFAH: PerFluoro-Alkoxy Heat: PFA con temperaturas mayores de hasta 250 °C. PVDF: PolyVinyliDene Fluoride: compuesto termoplástico a base de fluor usado generalmente como cubierta en cables para construcción. RH/RW: Rubber Heat, Rubber Moisture (Water): cables con aislamiento y cubierta de hules sintéticos para 75 °C en ambiente seco y 60 °C en húmedo, 600 volts. RHH: Rubber High Heat: cables con aislamiento y cubierta de hule sintético, para 90 °C, 600 V. RHW: Rubber Heat Moisture (Water): cables con aislamiento y cubierta de hules sintéticos para75 °C en ambiente seco y húmedo. RHW-2: Igual a RHW pero con aislamiento de 90 °C en ambiente seco y húmedo. SJO: SJ Oil Resistant: SJ con aislamiento resistente al aceite. TC: Power and Control Tray Cable: dos o más conductores aislados con o sin conductor de tierra y con una cubierta exterior de material no metálico, y aprobado para usarse en instalaciones en charolas, canalizaciones o soportado por un hilo mensajero. TFE: Cable para alta temperatura aislado con Teflón*, 250 °C. Instituto Politécnico Loyola. Educación Continuada 3 Electricidad Residencial THW: Cubierta termoplástica resistente al calor y la humedad para aplicación en ambientes húmedos y con temperaturas hasta 60 oC. THW-21: THW para 90 °C en ambientes secos y húmedos. THWN: THW con cubierta de nylon, resistente a la humedad, aceites e hidrocarburos, 75 °C en ambientes húmedos, 600 volts. TP: Tinsel Cord Parallel: dos conductores paralelos extraflexibles con aislamiento y cubierta elastomérica para uso ligero en dispositivos de hasta 50 watts. TPT TP: Thermoplastic: TP pero con aislamiento y cubierta termoplásticos, 125 volts. Ejemplo: Tenemos aquí la imagen un cable con su nomenclatura bien visible, veamos qué información podemos sacar de ella. 1. Lo primero que debemos buscar es en qué nomenclatura esta la información. En nuestro continente la más común es la norteamericana, esto nos lo indica las siglas AWG (American Wire Gauge). 2. Tención nominal del conductor: 600 V. 3. Temperatura máxima de operación: 75 oC. 4. Calibre: 10 en la nomenclatura AWG por tanto tiene un diámetro de aproximadamente 2.59 mm. Para los que quieran profundizar les dejo en PDF la tabla de valores AWG. 5. Características del aislante: THW, por tanto es resistente al calor y a la humedad dentro de los parámetros especificados. Tener en cuenta que no es resistente al contacto con aceites y/o combustibles por eso no es conveniente usarlos por ejemplo para una cocina en lugares donde este expuesto a las grasas y aceites propios del lugar. El resto de las nomenclaturas son datos del fabricante que no es de interés de esta clase. Empalmes eléctricos más empleados. Concepto: un empalme es la unión eléctrica entre dos o más conductores. Comencemos por el más común y simple de todos: Empalme de rabo de cochino o rabo de rata, también conocido como trenzado: Este tipo de empalme se emplea cuando los cables no van a estar sujetos a esfuerzos de tensión elevados. Se utiliza para hacer las conexiones de los cables en las cajas de conexión o salidas, ya sea de tomacorrientes o interruptores. En este tipo de uniones, el encintado puede ser sustituido por un conector de capuchón. Instituto Politécnico Loyola. Educación Continuada 4 Electricidad Residencial Empalme trenzado Pasos: 1. Retire aproximadamente 8 cm del aislante del alambre o cable, si es un cable el recomendable torcerlo hasta que los hilos que lo componen queden bien apretados pero sin torcerse demasiado para que no se partan luego. 2. Raspar el conductor que ha quedado al desnudo para quitar cualquier suciedad o lubricante que pueda dañar la calidad de la unión. 3. Cruzarlos uno sobre el otro en un ángulo aproximado de 25o a 30o más o menos por la mitad de cada uno, podemos observarlo en la figura: 4. Torcerlos uno sobre el otro y si el conductor es delgado una vez terminada la operación doblarlo por la mitad. Después recubrir con cinta aislante o con un conector de capuchón como se muestra en la figura: Empalme Trenzado- Pasos Recubierto con conector de capuchón 1 Unión alargadora o Western Union: Es de constitución firme y sencilla de empalmar, se hace preferentemente en las instalaciones visibles o de superficie. Empalme Western Union Instituto Politécnico Loyola. Educación Continuada 5 Electricidad Residencial Pasos: 1. Retire el aislamiento aproximadamente 8 cm de la punta de los conductores a unir. 2. Realice a cada alambre un doblez en forma de “L” a 2,5 cm aproximadamente del aislamiento. 3. Cruce los cables y con la ayuda de las pinzas comience a doblar una de las puntas enrollando alrededor del otro conductor, apretando las espiras o vueltas con las pinzas. 4. Una vez que ha terminado de enrollar una de las puntas, repita el proceso con la otra punta trabajando en dirección contraria. 5. Corte los sobrantes de alambre y envuelva en cinta aislante. Empalme tipo T. Es de gran utilidad cuando se desea derivar energía eléctrica en alimentaciones adicionales, por ejemplo para realizar uniones entre una punta de un cable de derivación a otro que corre de manera continua, las vueltas deben sujetarse fuertemente sobre el conductor recto. Una variante del mismo se conoce como empalme de Seguridad, es utilizado cuando se desea obtener mayor ajuste mecánico. Instituto Politécnico Loyola. Educación Continuada 6 Electricidad Residencial Pasos: 1. Retire el aislamiento en la zona donde se efectuará la derivación por un espacio aproximadamente 10 veces el diámetro del cable principal que corre; si es necesario, con una lija limpie el tramo desnudo. 2. Retire el aislamiento del extremo del conductor que será la derivación por un espacio aproximado a 50 veces su diámetro; si es necesario, con una lija limpie el tramo desnudo. 3. Cruce el extremo desnudo del conductor derivado sobre e la superficie pelada del conductor principal en uno de los extremos en un ángulo de 90o. Sujete bien con una pinza de puntas planas. 4. Arrolle a mano el conductor derivado sobre el principal observando siempre mantener los 90 o entre ellos. 5. Apriete bien al terminar con una pinza y remate la punta sobrante (de modo que quede roma, para evitar que rompa la cinta aislante), luego envuelva en cinta aislante. Empalme tipo T En el caso del la variante conocida como empalme de seguridad la diferencia radica en el lazo añadido, tal como se observa en la figura. Empalme de Seguridad Empalme de toma doble. Se utiliza para la misma función que el empalme tipo T, sólo que en este caso sacamos dos derivaciones. El procedimiento es el mismo que el anterior teniendo en cuenta que vamos a realizar dos derivaciones en lugar de una y por tanto la superficie a descubrir en la línea principal es mayor proporcionalmente. Adicionalmente debe tenerse en cuenta de que el sentido del arrollamiento de cada derivación es diametralmente opuesto al otro. Instituto Politécnico Loyola. Educación Continuada 7 Electricidad Residencial Empalme para lámparas o unión toma doblada. Este empalme se emplea principalmente cuando se realiza una conexión final entre dos alambre o cuando se quiere sacar una última derivación del final de un conductor. Pasos: 1. Pele el conductor principal en un largo aproximado de 30 veces su diámetro. 2. Pele el conductor derivado una longitud de aproximadamente 50 veces su diámetro. 3. Limpie los conductores en la zona donde ha quitado el aislamiento, emplee una lija de ser necesario. 4. Con el conductor principal completamente recto y en un ángulo de 90o con el derivado, proceda a arrollar sobre el 3 o 4 vueltas del conductor derivado como si fuese a hacer un empalme tipo T, el arrollado se realiza desde el extremo próximo al aislante hacia el final del conductor. 5. Apriete bien las 3 o 4 vueltas que acaba de dar con un alicate para que queden firmemente ajustadas al conductor principal. 6. Doble el conductor principal de manera que su extremo tope la última vuelta del conductor derivado. Finalice el empalme arrollando el resto del conductor derivado sobre la parte doblada del conductor principal, de manera que las vueltas queden unidad y la punta rematada. 7. Proteja el empalme envolviéndolo en cinta aislante. Anexo de mediciones eléctricas. En este pequeño apartado explicaremos brevemente cómo realizar las principales mediciones eléctricas. Instrumentos para realizar mediciones eléctricas más utilizados: Amperímetro: Se emplea para medir la intensidad de la corriente, tiene una muy baja resistencia interna, se conecta en serie con el ramal, circuito o carga a la que se quiere medir la intensidad de la corriente. Simbología Instituto Politécnico Loyola. Educación Continuada 8 Electricidad Residencial Amperímetro de panel En el caso de los instrumentos análogos como es el caso del amperímetro de la figura es necesario tener en cuenta las especificaciones del fabricante en cuanto a ubicación, posición del equipo, temperatura de trabajo, nivel de protección, etc. Estos aparecen especificados con una serie de símbolos impresos en la parte frontal del instrumento generalmente junto a la escala de medición. Símbolos que nos informan de las características nominales del equipo. Voltímetro: Se emplea para determinar la diferencia de potencial (tensión) entre dos puntos de un circuito, tiene una alta resistencia interna, para su correcto desempeño se conecta siempre en paralelo con el dispositivo al que se quiere medir la tensión. Simbología Voltímetro de panel Vatímetro o Watímetro: Este instrumento para medir potencia eléctrica, en su versión análoga siempre es electrodinámico, posee pues dos devanados uno de tensión y uno de corriente, el de tención se conecta en paralelo con la carga y el de corriente en serie con la misma. Si en algún momento por deterioro de la carcasa, perdida de los datos de chapa, etc; no supiéramos cuál es cuál nos serviría el dato de que el devanado de mayor resistencia siempre será el de tensión, por tanto una vez identificado este el otro es el de corriente. Instituto Politécnico Loyola. Educación Continuada 9 Electricidad Residencial El metro contador de nuestras casas es básicamente un Watímetro. Watímetro de panel Conexión de los devanados de un Watímetro. Simbología El vatímetro es un instrumento indispensable en la producción, distribución y comercialización de la energía eléctrica. Óhmetro u Ohmímetro: Es el instrumento destinado a determinar la resistencia eléctrica de un dispositivo, es ampliamente utilizado. Está construido básicamente con una batería o una fuente de electricidad constante y un galvanómetro (insertado dentro de un puente Kelvin en los modelos más precisos). En dependencia del modelo tendrá dos o cuatro terminales. Es importante señalar que el dispositivo al que se va a medir la resistencia debe estar desconectado de cualquier fuente de energía y en general desconectado totalmente del circuito al que pertenece. Óhmetro análogo Esquema de conexión del Voltímetro, Amperímetro y Vatímetro. Esquema de conexión y simbología. Instituto Politécnico Loyola. Educación Continuada 10 Electricidad Residencial Nomenclatura y simbología de los instrumentos análogos mas empleadas: Según el tipo de información brindada estas podemos agruparlas en clases: 1. Las que nos informan acerca del tipo de magnitud eléctrica medida por el instrumento. Es la única que se imprime en forma independiente de los demás parámetros y sobre cualquier ángulo o el centro de la esfera del aparato. En la práctica, la letra que diferencia cada aparato no necesariamente está rodeada por un círculo o rectángulo. 2. Las que nos informan sobre la clase de corriente empleada por el instrumento. Instituto Politécnico Loyola. Educación Continuada 11 Electricidad Residencial 3. Las que nos informan sobre la seguridad de manipulación del instrumento. Las fallas de aislamiento pueden provocar una diferencia de potencial entre la caja del instrumento y sus partes metálicas con tierra, por eso los aparatos se someten a una tensión aplicada entre la caja y sus partes activas, que depende de la tensión nominal y se informa como tensión de prueba de aislamiento. 4. Las que nos informan acerca de la posición de funcionamiento del equipo. Instituto Politécnico Loyola. Educación Continuada 12 Electricidad Residencial 5. Las que nos informan sobre la clase de precisión del instrumento. Se simboliza mediante un número que indica el error porcentual que comete el aparato. La precisión se caracteriza por el error reducido, que es el cociente, expresado en tanto por ciento, entre el error absoluto del instrumento y el valor máximo que puede medirse con el aparato (es decir, el alcance). El error reducido se utiliza para agrupar los instrumentos de medida en clases de precisión. Existen siete clases de precisión, entre 0,1 y 5 y en base a ello estará dada la aplicación del aparato. Por ej. un instrumento de clase 1 tiene un error de un 1% sobre su fondo de escala. Clase 0,1 0,2 0,5 1 1,5 2,5 5 Límite de error ±0,1% ±0,2% ±0,5% ±1% ±1,5% ±2,5% ±5% Aplicación Intrumentos de gran precisión para investigaciones Instrumento de precisión para laboratorio Intrumento de medidas portátiles de CC Intrumento de panel(o tablero) y portátiles de CA Instrumentos de panel (o tablero) 6. Las que nos instruyen acerca de los mecanismos de funcionamiento del intrumento. Veamos un Ejemplo: Símbolo 0,1 0,2 0,5 1 1,5 2,5 5 Instituto Politécnico Loyola. Educación Continuada 13 Electricidad Residencial Voltímetro Margen de error 5% Tensión de prueba 2kV Instrumento de CA Instrumento de Hierro Móvil Funcionamiento en posición vertical Con estas nociones básicas sobre los conductores, empalmes, aislantes e instrumentos eléctricos podemos enfrentarnos a la práctica de hoy. Herramientas y materiales a utilizar: Categoría Herramientas Materiales Nombre Alicate Pinza de Corte Pinza de punta redonda Destornilladores Pelacables Cinta aislante o Teipe Cajas eléctricas rectangulares Cajas eléctricas de salida de techo Cables Tornillos de sujeción (diablitos) Tubería eléctrica Abrazadera para tubería eléctrica Interruptor simple Interruptor doble Interruptor triple Zócalos Bombillos Breakers bifásico 15-20 A Cantidad 1 1 1 1 1 1 1 3 10 5 2 por tubería 1 1 1 3 3 1 Instituto Politécnico Loyola. Educación Continuada 14 Electricidad Residencial Normas de Seguridad: 1. Asistir a la práctica con la vestimenta adecuada: Bata, casco protector, zapatos cerrados con suela de hule o plástico pegada o cocida, no claveteada. 2. No traer ninguna prenda o accesorio metálico (anillos, aretes, pulseras, pulsos cadenas, yugos, manillas, etc.) 3. No traer ropas demasiado holgadas que puedan engancharse o ser aspiradas por máquinas rotatorias. 4. En caso de pelo largo o melenas, el cabello debe estar recogido de forma que quede protegido dentro del casco, sin mechones sueltos salientes que puedan ser aspirados por máquinas rotatorias, o engancharse en los equipos o entrar en contacto accidental con partes del circuito energizadas. 5. Nunca trabajar en el montaje, desmontaje o reparación de un circuito o un dispositivo eléctrico con las líneas energizadas (en caliente). 6. Nunca energizar un circuito o maquinaria sin la previa supervisión y aprobación del profesor. 7. En cada conexión o empalme comprobar la solides y limpieza del contacto eléctrico de la unión realizada. 8. En todos los casos las conexiones de alimentación del circuito montado se realizará desde los contactos de salida de la protección general del panel. 9. Ante cualquier duda o laguna, no invente, pregunte. Simbología. Símbolo Significado Salida de techo para lámpara. Interruptor simple (una vía). Interruptor doble (una vía). Interruptor triple (una vía). Panel de alumbrado (aloja los breakers que protegen la instalación de alumbrado). Conducto o ramal eléctrico oculto en la pared o el techo. Sobre un ramal indica que pasan dos conductores. Sobre un ramal indica que pasan tres conductores. Sobre un ramal indica que pasan cuatro conductores. Instituto Politécnico Loyola. Educación Continuada 15 Electricidad Residencial Esquemas arquitectónicos: 1 interruptor simple y 3 lámparas 1 interruptor doble y 3 lámparas 1 interruptor triple y 3 lámparas Instituto Politécnico Loyola. Educación Continuada 16 Electricidad Residencial Esquema eléctrico: 1 interruptor simple y 3 lámparas 1 interruptor doble y 3 lámparas 1 interruptor triple y 3 lámparas En los anexos: Tabla de Características de Conductores.
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