montaje e instalación de cuadros de maniobra y control
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1. 1 Introducci n Los cuadros de maniobra y control est n constituidos por el agrupamiento de varios dispositivos el ctricos o electr nicos cuyo objetivo es realizar el mando de una instalaci n de acuerdo con los par metros de funcionamiento de la misma Hay que partir de la idea de que un montador e instalador de cuadros no es normalmente la persona que los dise a pues el desarrollo de automatismos complejos requiere una alta especializaci n que no es objeto del presente m dulo Pero que un montador no realice el desarrollo del esquema el ctrico no es bice para que no deba conocer cada uno de los componentes del mismo para poder hacerse una idea de la funci n que realiza y la interacci n con los dem s elementos componentes del esquema Por otra parte hay que tener en cuenta que la electricidad industrial debido a la gran cantidad de aplicaciones en las que se halla presente y a la peligrosidad que entra a ha sido sujeta a multitud de normas para el desarrollo de sus montajes Es por ello que tanto el montaje de los armarios como su instalaci n debe cumplir en todo momento los requerimientos normativos aplicables Todo este m dulo ser desarrollado utilizando en lo posible informaci n directamente extra da de la normativa existente a fin de hacer llegar tanto los requerimientos aplicables como la terminolog a t pica de uso en dichas normas En este tema en concreto tal y como reza en el t tulo se mostrar n los conoci2. T 11 12 Se comprueba que la resistencia total del circuito no es la suma de las resistencias Podemos obtener aplicando la ley de Ohm la ecuaci n que relaciona a las resistencias I l1 12 Sustituyendo el valor de I V Rt V R1 V R2 Reduciendo 1 Rt 1 R1 1 R2 Tal y como sucedia en los circuitos serie mediante estas tres ecuaciones surgidas de la observaci n tambi n podremos resolver todo tipo de circuitos paralelos haciendo uso junto con ellas de la ley de Ohm V Rt I Veamos un ejemplo Mediante el an lisis del circuito de la figura averiguar el valor de la resistencia R1 10 Montaje e Instalaci n de Cuadros de Maniobra y Control 11 2A 2v e Aplicando las f rmulas de un circuito paralelo vemos que podemos calcular la intensidad de corriente de R1 It I1 I2 I1 t 12 3 2 1A e Teniendo en cuenta que la tensi n es igual para todas las resistencias conectadas en paralelo podemos calcular el valor de R1 aplicando la ley de Ohm V R ImRl V I R1 9 1 90 Montaje de circuitos mixtos Se consideran circuitos mixtos aquellos que combinan conexiones serie y paralelo en la misma instalaci n La resoluci n de los mismos se lleva a cabo mediante las sucesivas simplificaciones del circuito hasta lograr que llegue a la configuraci n paralelo o serie simple Para llevar a cabo estas simplificaciones acudimos al concepto de resistencia equivalente La resistencia equivalente es aquella que desde
3. a Intensidad normal Cuando la Intensidad aumenta el circuito se calienta y el rel salta e Rel s electromagn ticos Se fundan en la acci n de un electroim n que atrae un n cleo de hierro cuando la corriente llega a un valor prefijado Estos rel s se aplican siempre que se precise la desconexi n de un circuito cuando el valor de la intensidad llega a un l mite determinado e Rel s magnetot rmicos Son el resultado de un rel t rmico y magn tico por lo tanto su desconexi n puede ser diferida o instant nea seg n el comportamiento del circuito e Rel s temporizados e Introducci n En muchas de las aplicaciones industriales gestionadas por cuadros el ctricos se hace necesaria la gesti n de tiempos determinados El rel temporizador tiene la funci n de ejecutar una acci n determinada en funci n de un tiempo transcurrido El temporizador puede encontrarse independiente o directamente ligado a un contactor para con ello aumentar la capacidad de gesti n en cuanto a potencias o n mero de fases 16 Montaje e Instalaci n de Cuadros de Maniobra y Control e Funcionamiento y tipos de temporizadores Seg n su funcionamiento en cuanto a la temporizaci n podemos clasificar los rel s temporizadores de la siguiente forma A la conexi n Ala desconexi n A la conexi n y desconexi n e Ala conexi n El elemento temporizado entra despu s de un tiempo programado Vemos a cont nuaci n un esquem
4. al sentido de su desplazamiento y su cantidad se puede hacer una clasificaci n de la corriente el ctrica Corriente de variaci n continua Se escribe abreviadamente c c y se da cuando la corriente circula siempre en el mismo sentido y con valor constante Es utilizada para la alimentaci n de gran cantidad de dispositivos sobre todo los electr nicos Podemos obtener la corriente continua directamente mediante dinamos pilas y acumuladores o indirectamente a partir del tratamiento de otros tipos de corriente Una de las caracter sticas principales de este tipo de corriente es la polaridad cuando estamos realizando el montaje o conexionamiento de un dispositivo de corriente continua hay que tener siempre en cuenta que la conexi n de los bornes se llevara cabo entre los de igual signo O sea los bornes positivos de los generadores con los positivos de los dispositivos y los negativos con los negativos e Corriente de variaci n pulsatoria Se denomina as a la corriente cuyo flujo de electrones circula siempre en el mismo sentido aunque la cantidad de electrones sea variable Aunque su utilizaci n como fuente de energ a no es muy frecuente se usa para elementos de rectificaci n o sea paso de corriente alterna a continua e Corriente de variaci n alterna Se escribe abreviadamente c a y se da cuando el flujo de electrones circula en ambos sentidos Seg n el instante considerado el sentido ser uno u otro siendo tambi
5. de protecci n contra sobrecargas y cortocircuitos Tambi n protegen las canalizaciones contra los calentamientos que deterioran el aislamiento de los conductores Como norma general se han de instalar en todo lo posible lo m s pr ximo al principio de la instalaci n y en lugares f cilmente accesibles Interruptores diferenciales Son aparatos de protecci n contra corrientes de defecto por lo que su misi n principal es proteger la vida de los operadores al evitar que las corrientes de derivaci n a tierra puedan ser peligrosas Este elemento de protecci n se emplea tambi n en instalaciones el ctricas con aislamiento deficiente por envejecimiento humedad etc a fin de evitar los incendios Seg n el n mero de polos que gestionen podemos encontrar varios tipos de este tipo de elementos de protecci n Montaje e Instalaci n de Cuadros de Maniobra y Control 15 Rel s de protecci n Son aparatos de protecci n que en instalaciones de alumbrado y aparatos de uso el ctrico se van generalizando y sustituyendo al menos en los circuitos parciales de distribuci n a los fusibles con las ventajas sobre stos de estar en cualquier momento preparados para su accionamiento y reenganche Seg n su funcionamiento podemos encontrar tres tipos principales T rmicos Magn ticos Magn ticos e Rel s t rmicos Se accionan mediante una l mina bimetal de dilataci n desigual Instalados en una l nea permanecen inactivos
6. no construidos totalmente con materias incombustibles cuando los conductores deban servir de l neas de contacto Cuando est n colocados en el interior de canaladuras envolventes o cajas totalmente cerradas y reservadas exclusivamente para la instalaci n de estos conductores En locales en que por sus caracter sticas no sea posible la conservaci n del aislamiento de los conductores Tal ocurre por ejemplo en los locales o emplazamientos a elevada temperatura Cuando la tensi n no pase de 24 voltios Los conductores utilizados pueden estar constituidos por alambres cables o perfiles de cobre de aluminio o de sus aleaciones La temperatura m xima admisible en la superficie de estos conductores es de 80 C y la de sus conexiones con aparatos de utilizaci n no exceder en m s de 35 grados cent grados la temperatura ambiente Las secciones de los conductores se elegir n en cada caso particular teniendo en cuenta las medidas adoptadas para asegurar su ventilaci n y de forma que el coeficiente de seguridad habida cuenta de los esfuerzos mec nicos que soporta no sea inferior a 3 Las canaladuras envolventes cajas etc donde puedan estar instalados estos conductores permitir n el control de las conexiones y la limpieza peri dica de los aisladores En su instalaci n se cuidar que los conductores no puedan aproximarse entre s ni tampoco a las paredes muros o techos y en consecuencia debe preverse la distancia e
7. tipo de termostato var a en funci n de la aplicaci n ya que mientras que en unas ocasiones nos interesar conocer el valor real de una temperatura en otras ocasiones tan s lo querremos saber si sta ha sobrepasado o es inferior a unos niveles de referencia determinados e Detectores Los detectores normalmente tambi n llamados detectores de proximidad son una pieza casi insustituible en la realizaci n de automatismos el ctricos Ya sea con o sin contacto los detectores nos dan informaci n sobre las posiciones de los rganos m viles que se gestionan o de los materiales que est n en proceso Aunque su variedad es ampl sima podemos enumerar los siguientes tipos 18 Montaje e Instalaci n de Cuadros de Maniobra y Control De contacto mec nico Fotoel ctricos Capacitivos Inductivos 1 3 3 Verificaci n de termostatos temporizadores y presostatos Un punto importante en cuanto a los componentes de un automatismo el ctrico es asegurar su buen funcionamiento Teniendo en cuenta esto hay que prever que el componente sufra una aver a y var e su funcionamiento Tal y como hemos reflejado en puntos anteriores tanto los termostatos como los temporizadores tienen una caracter stica en com n todos dan una se al el ctrica en funci n de un est mulo determinado ya sea tiempo temperatura o presi n En los casos en que esto pueda constituir un peligro para la seguridad de la instalaci n se han de realiz
8. 60 W l2 W Reqe 2 4 Ll e Con lo cual comprobamos que ahora ya se podr calcular f cilmente la Intensidad aplicando la ley de Ohm Rt Req2 RI Rt 2 4 36 6W V Re lm l V Rem1 12 6 2A A partir de este dato de Intensidad podemos ir calculando el resto de los par metros para cada una de las resistencias mediante la realizaci n del proceso inverso al llevado a cabo durante el proceso de simplificaci n 1 3 Conocimiento de componentes el ctricos 1 3 1 Introduccion El abanico de dispositivos el ctricos es ampl simo debido sobre todo a la gran cantidad de posibilidades que presentan para la construcci n de m quinas e instalaciones En este tema nos centraremos en los componentes el ctricos que nos podemos encontrar en un cuadro de mando y maniobra Aunque en la actualidad los componentes el ctricos de automatismos han sido sustituidos en gran medida por Montaje e Instalaci n de Cuadros de Maniobra y Control 13 aut matas programables PLC o m s recientemente por aut matas virtuales instalados en computadoras CPU existen a n una gran cantidad de elementos que no pueden ser sustituidos por cuestiones funcionales o de accesibilidad Podemos se alar como los m s profusamente usados en el montaje de cuadros el ctricos los siguientes componentes Fusibles Rel s de protecci n Seccionadores disyuntores Termostatos RA Componentes principales de cuadros de maniobra y control e Contactore
9. MONTAJE E INSTALACI N DE CUADROS DE MANIOBRA Y CONTROL Manual T cnico para el Instalador de M quinas y Equipos Industriales Montaje e Instalaci n de Cuadros de Maniobra y Control EDITORIAL Montaje e Instalaci n de Cuadros de Maniobra y Control Maquinas y Equipos Industriales Ficha de catalogaci n bibliogr fica 1 f Montaje e instalaci n de cuadros de maniobra y control 1 Edici n IdeasPropias Editorial Vigo 2003 ISBN 84 96153 65 7 Formato 17 x 24 cm P ginas 168 MONTAJE E INSTALACI N DE CUADROS DE MANIOBRA Y CONTROL No est permitida la reproducci n total o parcial de este libro ni su tratamiento inform tico ni la transmisi n de ninguna forma o por cualquier medio ya sea electr nico mec nico por fotocopia por registro u otros m todos sin el permiso previo y por escrito de los titulares del Copyright DERECHOS RESERVADOS 2003 respecto a la primera edici n en espa ol por O IdeasPropias Editorial ISBN Colecci n ISBN 84 96153 65 7 Deposito Legal C 2003 Autores Pilar Fern ndez Soto y Nuria Fern ndez Soto Editora Marta Barros Puga Dise o IdeasPropias Publicidad S L Coordinaci n Editorial NetBiblo S L Compuesto en Centerprint S L Eduardo B veda Ilustraciones Portada Alia 3d bts 3d bts com Maquetaci n Opci n Gr fica Coru a Impreso en JosmanPress Impreso en Espa a Printed in Spain NDICE Conocimientos b sicos de electricida
10. a de un contactor temporizado a la conexi n e Ala desconexi n El elemento temporizado entra tan pronto se da la orden al temporizador y se desconecta al pasar el tiempo ajustado Montaje e Instalaci n de Cuadros de Maniobra y Control 17 e Ala conexi n y desconexi n El elemento temporizado lo es a la conexi n del rel temporizador y a su desconexi n e Seccionadores disyuntores Son elementos auxiliares para los distintos dispositivos de seguridad Se instalan en l nea con la instalaci n y tienen la capacidad de cortar seccionar las l neas de potencia a una orden de cualquiera de los dispositivos de seguridad e Presostatos Son elementos el ctricos que dan una se al en funci n de un par metro de presi n previamente definido Se instalan en las zonas a controlar mediante alojamientos realizados a tal fin Debido a la se al variable que generan son usados profusamente en dispositivos electr nicos Los presostatos utilizados para la indicaci n de se ales el ctricas incorporan para su funcionamiento m dulos que dan una se al el ctrica del nivel requerido en funci n de una serie de valores horquillados generados por el propio presostato e Termostatos Para controlar la temperatura se emplean los termostatos termopares termistores o varistancias o term metros Todos est n basados en el mismo principio seg n el cual una temperatura determinada genera un nivel de corriente La elecci n del
11. ar las pruebas pertinentes para la verificaci n del funcionamiento de los componentes Aunque la realizaci n de las pruebas no ser a necesaria si cada uno de los medios estuviese totalmente calibrado a fin de asegurarnos debemos llevar a cabo el siguiente proceso e Montar el dispositivo en su lugar de trabajo utilizando los mismos medios a usar durante el desarrollo normal de la aplicaci n e Realizar el conexionado del aparato de medida adecuado a la respuesta del dispositivo normalmente un volt metro e Simular las condiciones de trabajo En el caso de que no se puedan simular las condiciones de trabajo en su totalidad o valor final se har con valores aproximados controlables e Medir los resultados en funci n de los distintos valores de los par metros a controlar e Comparar los resultados obtenidos con la curva caracter stica del dispositivo Si al realizar la comprobaci n verificamos que la curva resultado es igual a la suministrada por el fabricante se puede dar el dispositivo como bueno Montaje e Instalaci n de Cuadros de Maniobra y Control 19 1 4 Tipos de conductores 1 4 1 Introducci n El conocimiento de los tipos de conductores a utilizar durante el montaje e instalaci n de los cuadros el ctricos es uno de los puntos que se debe considerar debido a su importancia Seg n el RBT Los conductores y cables que se empleen en las instalaciones ser n de cobre o aluminio y ser n siempre aislados exc
12. d y elementos el ctricos o conocionininnnmmmmmm 1 1 1 Introducci n 1 2 Conocimientos de electricidad cccccccesssssssessesessessessssesesessecsesecsesneseesesnecssenesceneaens PAR TE 1 2 2 Tipos de corrientes 1 2 3 Tipolog as de conexi n el ctrica c cescecsesseesesesesecececnecnecnecnecseeaeesseneeenees 1 3 Conocimiento de componentes el ctricOS cocononononmmmmm LIL Introducci mirra 1 3 2 Componentes principales de cuadros de maniobra y control 1 3 3 Verificaci n de termostatos temporizadores y presostatos ssessececeereenees 1 4 Tipos de conduct iaa 1 4 1 Introducci n econononioninannonnonconconioranconinconnss 1 4 2 Normas de canalizaci n de conductores 1 4 3 Reuni nde conductores bajo una cubierta de protecci n COM N cmo 24 AUTOEVALUACI N 1 ssssssssssssssscssssssssscsosssssssososssnsssssosssssecssasssssessosssssssseceonsssascessssensees 33 1 5 Aparatos de medida y control c cessessessessesseeseeseeseesessnecnesucsnecsecuccnecnecseesuceneeneeneeneese 34 SAA cds EEEE T E A ies 34 1 5 2 Tipos de aparatos de medida y control cnconcincinniononomsmmmsr 34 1 5 3 Funcionamiento y utilizaci n de los aparatos de medida y control el ctricos utilizados en la instalaci n de m quinas y equipos industriales 36 1 5 4 Regular aparatos de medici n y control c ccccesseesesessesecneeececseenecneesseneens 1 6 Funcionamiento y tipos de motores el ctricOS c ccsessesssseesecseseesestes
13. ecutivos ser tal que los conductores no puedan entrar en contacto entre s con las paredes muro techos o cualquier objeto pr ximo a ellos Estas distancias ser n como m ximo de MONTAJE E INSTALACI N DE CUADROS DE MANIOBRA Y CONTROL Pocas profesiones se definen tanto a trav s de su denominaci n como la de Instalador de M quinas y Equipos Industriales Perteneciente a la familia profesional de montaje su labor se centra precisamente en aquello que le da nombre la instalaci n de m quinas y equipos industriales el montaje de los diferentes elementos mec nicos hidr ulicos neum ticos y el ctricos la interpretaci n de planos esquemas y documentaci n t cnica la comprobaci n del funcionamiento y correcci n de sus posibles defectos stas son algunas de las tareas que realizan estos profesionales tareas recogidas en la competencia general del Real Decreto 941 1997 que regula el Certificado de Profesionalidad de esta ocupaci n Con este manual el lector podr adquirir los conocimientos necesarios para efectuar el montaje y la instalaci n de cuadros de maniobra preparando procesos herramientas y materiales consultando planos y esquemas el ctricos y cumpliendo las indicaciones t cnicas requeridas para conseguir el funcionamiento adecuado Ideaspropias Editorial siguiendo las pautas marcadas por este Certificado de Profesionalidad desarrolla este manual formativo para todos aquellos trabajadores que centran
14. eesestestenestereeseass LOL introducci n taaan rural 1 6 2 Tipos de motores csseseeeeseestestesteeteeneenees 1 6 3 Funcionamiento de los motores AUTOEVALUACI N 2 v ccccccssccsseccssecessccssuccessecessecesssecesuecesseccassuccasuecsuuecessuesasuecenseceasees Representaci n de esquemas el ctricos y normativa aplicable o oonoconidinininnmm Dili Um trOduicciOn tai 2 2 Interpretaci n de planos y documentaci n t cnica 2 3 T cnicas de representaci n gr fica y simbolog a el ctrica O WCCO iii daisies osinn ER A ER 2 3 2 Tipos de esquemas y representaci nes el ctricas c cecsesessessessesesseseereeesteseene 2 3 3 Simbolog a el ctrica ici SI Ac 2 3 4 Realizar esquemas del funcionamiento el ctrico de m quinas y sistemas 74 2 4 Normativa aplicable innata 2 4 1 Introducci n ween 2 4 2 Seguridad e Higiene 2 4 3 Reglamento de Baja Tensi n RBT A ines aeectei seis aeraecieeeaaies Automatismos el ctricos 3 1 Introducci n cnconincinnonionioninroncononross 3 2 Sistemas de regulaci n y control 3 3 Automatismos el ctricos para mando control y maniobra 33A MOJU OR 92 3 3 2 Electricidad aplicada a circuitos de mando y control cesccceseeestesteeteenees 93 3 3 3 Electricidad aplicada a circuitos de potencia conecciones 93 3 3 4 Normativa aplicable noia 94 AUTO ALA CONG risas 98 4 Montaje e instalaci n de cuadros de maniobra protecci n regulaci n y co
15. el punto de vista funcional nos dar a los mismos valores de comportamiento que el de las resistencias que forman el circuito a simplificar normalmente la resistencia equivalente es igual a la Resistencia total del circuito v ase como se realiza su c lculo en los puntos anteriores Veamos un ejemplo Mediante el an lisis del circuito de la figura averiguar el valor de la Intensidad I total del circuito Montaje e Instalaci n de Cuadros de Maniobra y Control 11 I Rl 3 642 Wel2V e Comprobamos que existen diferentes configuraciones serie y paralelo En primer lugar intentamos ir simplificando el esquema Para realizar la simplificaci n debemos analizar el circuito para descubrir cu les son las configuraciones b sicas serie paralelo de f cil resoluci n e Calcularemos la resistencia equivalente de R2 y R3 Seg n las f rmulas de los circuitos serie tendr amos Req1 R2 3 R2 R3 R2 3 2 5 3 5 6 W Tras realizar esta simplificaci n podr amos decir que el circuito equivalente podr a ser el siguiente I R1 3 642 Wel2 W 12 Montaje e Instalaci n de Cuadros de Maniobra y Control e Calcularemos la resistencia equivalente del circuito paralelo formado por las resistencias R4 y Req1 acudiendo a las formulas de c lculo de resistencia del circuito paralelo 1 Req2 1 Req 1 R4 1 Req2 1 6 1 4 Reg2 2 4 W Con lo que podemos establecer el esquema final para el c lculo de la Intensidad 1 El 3
16. epto cuando vayan montados sobre aisladores Podemos establecer infinidad de clasificaciones atendiendo a distintos criterios e En funci n del aislamiento e De policloruro de vinilo e De polietileno reticulado e De polietileno clorosulfonado e En cuanto al tipo de conductos e Rigidos e Flexibles e Apantallados e En cuanto al material constructivo e De aluminio e De cobre e En cuanto a su secci n Todas estas subdivisiones mos dan una idea aproximada de la gran variedad de conductores que existen en el mercado A la hora de realizar el montaje e instalaci n de un cuadro el ctrico se deben utilizar los cables ajustados a las especificaciones del dise o en cuanto a los siguientes factores Tipo de conductor Secci n recomendada Aislamiento tensiones m ximas que debe soportar Color 20 Montaje e Instalaci n de Cuadros de Maniobra y Control Cuando tengamos en nuestras manos toda la informaci n referente al conductor en cuesti n y hayamos seleccionado el que se usar y no antes se comenzar el cableado 1 4 2 Normas de canalizaci n de conductores Tan importante como los conductores en s es la forma de instalaci n o canalizaci n de los mismos Podemos ver a continuaci n un compendio de recomendaciones extra das de la normativa de Baja Tensi n en la que se dan las pautas para el montaje e instalaci n de conductores en distintas situaciones Los principales sistemas de insta
17. ica V que mide la capacidad de trabajo de las cantidades de electricidad que fluyen La tensi n se mide en Voltios y es una de las magnitudes b sicas de la electricidad La intensidad de corriente el ctrica I se mide en amperes y nos da una idea de la cantidad de electrodo por unidad de tiempo Contemplando el s mil hidr ulico se nos establece otro concepto b sico en el desarrollo de automatismos sobre todo electr nicos que es la resistencia R Ser a un estrechamiento en la conducci n de agua el cual disminuir a el paso de corriente de agua La resistencia el ctrica se mide en ohmnios Q y constituye otro de los conceptos utilizados en la formulaci n b sica el ctrica A la vista de los tres par metros expuestos se hace necesario el establecimiento de una relaci n entre ellos Surge con este fin la Ley de Ohm seg n la cual V R I Otro concepto b sico a utilizar en electricidad es la potencia el ctrica W cuya unidad es el Watio y se define como la capacidad de un circuito para crear trabajo Podemos obtener el valor de la potencia de forma que W V I 4 Montaje e Instalaci n de Cuadros de Maniobra y Control 1 2 2 Tipos de corrientes Uno de los conceptos b sicos a conocer en cuanto al desarrollo y montaje de cuadros el ctricos es el tipo de corriente el ctrica del sistema Tal y como se ha mostrado en el punto anterior podemos definir la corriente el ctrica como el movimiento de electrones Atendiendo
18. idido entre el n mero de fases Pese a que el ctricamente no hay limitaci n sobre el n mero de fases de un sistema polif sico el m s utilizado es el trif sico debido a las grandes ventajas que presenta Facilidad en el transporte de energ a Extrema sencillez de las m quinas el ctricas trif sicas Los alternadores trif sicos o generadores de corriente trif sica est n formados por el rotor parte m vil que es el inductor y que est formado por uno o varios sistemas de polos y el estator que es el inducido y que est formado por tres paquetes de bobinas bien diferenciadas Los tres bobinados de un alternador trif sico pueden conectarse de dos formas principalmente R 2 R r pS wN T s A ee Conexi n en estrella Conexi n en tri ngulo e Conexi n en estrella Consiste en unir los finales de las tres bobinas formando un punto com n denominado punto neutro N dejando libres los tres principios de los que se obtendr n las tres fases R S y T Del punto com n suele sacarse un hilo conductor que en ocasiones suele suprimirse y por el que circula una corriente igual a la suma vectorial de las corrientes de fase Es el m todo de distribuci n de energ a m s utilizado La distribuci n de trif sica en baja tensi n es de 380 V entre fases V V V y de 220 V entre cualquiera de las fases y el neutro Montaje e Instalaci n de Cuadros de Maniobra y Control 7 e Conexi n en tri ngulo Consiste en un
19. iobra y Control En cuanto a la tensi n o diferencia de potencial para cada una de las resistencias comprobamos que el valor total ser la suma del individual de cada una de las resistencias V V1 V2 Mediante estas tres ecuaciones surgidas de la observaci n podremos resolver todo tipo de circuitos serie haciendo uso junto con ellas de la ley de Ohm V Rt I Veamos un ejemplo Mediante el an lisis del circuito de la figura averiguar el valor de la resistencia R2 1A 6 fa R2 10 e Aplicando la ley de Ohm vemos que podemos calcular la resistencia total del circuito al paso de la corriente V R l Re V 1 Re 10 1 100 e Teniendo en cuenta que la resistencia total del circuito es la suma de las resistencias Rt R1 R2mR2 Rt Rl R2 10 6 40 Montaje de circuitos paralelos Podemos definir un circuito paralelo b sico como el de la figura para analizar como ser el comportamiento de los diferentes elementos Como podemos observar la instalaci n se compone de un generador de corriente que tiene una tensi n V y dos resistencias R1 R2 en paralelo por las que circula una corriente I Montaje e Instalaci n de Cuadros de Maniobra y Control 9 11 I2 Comprobamos a la vista del esquema que la Diferencia de Potencial o Tensi n V es igual para ambas resistencias V V1 V2 De la misma forma comprobamos que la corriente el ctrica total del circuito se divide en funci n del valor de cada una de las resistencias
20. ir el principio de una fase con el final de la siguiente realizando la operaci n ciclicamente hasta obtener un sistema cerrado El principal inconveniente del sistema trif sico en tri ngulo es el de no poseer neutro 1 2 3 Tipolog as de conexi n el ctrica e Introducci n En un cuadro el ctrico podemos encontrar una gran variedad de tipolog as de circuitos Normalmente se encuentran en los cuadros combinaciones de circuitos para poder llevar a cabo el cableado de un esquema espec fico Para desarrollar su estudio podemos decir que si sobre cualquier tipo de circuito complejo aplicamos las simplificaciones convenientes podemos reducirlo a uno de los dos siguientes circuitos Circuito Serie Circuito Paralelo Montaje de circuitos en serie Podemos definir un circuito serie b sico como el de la figura para analizar como ser el comportamiento de los diferentes elementos Como podemos observar la instalaci n se compone de un generador de corriente que tiene una tensi n V y dos resistencias R1 R2 en serie por las que circula una corriente I I El Ro En primer lugar y recordando el s mil hidr ulico podemos decir que el valor de la resistencia total del circuito al paso de la corriente ser la suma de las dos resistencias Re R1 R2 Por otra parte comprobamos que por la disposici n de los elementos la intensidad de corriente I es igual para las dos resistencias 8 Montaje e Instalaci n de Cuadros de Man
21. laci n de los conductores que puedan formar parte de una canalizaci n fija son e Conductores desnudos colocados sobre aisladores e Conductores aislados colocados sobre aisladores e Conductores aislados bajo tubos protectores e Conductores aislados fijados directamente sobre las paredes e Conductores aislados enterrados e Conductores aislados colocados en el interior de huecos de la construcci n e Conductores aislados bajo molduras e Conductores aislados directamente bajo enlucido Las canalizaciones movibles y inamovibles pueden estar constituidas por e Conductores aislados sin fijaci n alguna e Conductores aislados fijados a elementos de sustentaci n o apoyos por medio de ataduras aislantes e Canalizaciones con conductores desnudos sobre aisladores Siempre que su instalaci n responda a las prescripciones contra los contactos directos se alados en la Instrucci n MI BT 031 se permitir el empleo de conductores desnudos colocados sobre aisladores en los casos siguientes Montaje e Instalaci n de Cuadros de Maniobra y Control 21 En f bricas talleres u otros locales industriales construidos con materiales incombustibles que no contengan polvos gases o en general materias inflamables o explosivas En los mismos locales aunque en ellos se produzcan vapores corrosivos siempre que los conductores est n recubiertos por una sustancia inalterable a los citados vapores Excepcionalmente en los locales
22. mientos b sicos para el montaje e instalaci n de armarios neum ticos De acuerdo con esto se considera necesario el conocimiento de e Conceptos de electricidad b sicos Es necesario ser capaz de identificar conceptos b sicos para poder saber en cada momento de qu se nos est hablando en cada uno de los casos en que tratemos con elementos el ctricos 2 Montaje e Instalaci n de Cuadros de Maniobra y Control e Conocimiento de los componentes el ctricos Aunque la gran cantidad de aplicaciones el ctricas que podemos encontrar en la industria ha hecho surgir una extensa variedad de dispositivos adaptados a las particularidades de las mismas el conocimiento de los dispositivos b sicos es esencial en aras a poder llevar a cabo un montaje de acuerdo con las especificaciones e Capacidad de selecci n de conductores Sobre todo en el proceso de instalaci n es necesario el ser capaz de lograr identificar y seleccionar los elementos conductores b sicos para la realizaci n de sta e Conocimiento de los medios de control Al igual que de los dispositivos de trabajo es imprescindible tambi n el conocimiento de los principales aparatos de medida y control el ctricos e Conocimiento de los actuadores Todo el desarrollo de los cuadros el ctricos en la industria tiene normalmente unos objetivos concretos entre estos objetivos destaca la alimentaci n de actuadores y entre ellos los motores el ctricos 1 2 Conocimient
23. n variable la cantidad de electrones que pasan por un punto La corriente alterna utilizada corrientemente se denomina sinusoidal y posee la siguiente forma de onda en funci n del paso de electrones Montaje e Instalaci n de Cuadros de Maniobra y Control 5 Ejemplo de onda sinusoidal de c a Podemos definir para la corriente alterna los siguientes par metros e Frecuencia F Es el n mero de veces que la se al peri dica se repite en cada segundo La unidad en que se mide la frecuencia es el hertzio Hz que equivale a ciclos por segundo e Per odo T Se define como tal al tiempo necesario para que una se al se complete y se repita Se mide en segundos Se relaciona con la frecuencia de forma que T 1 f e Valor eficaz Vef Se define como el valor de tensi n que genera una potencia igual a la alterna si fuese corriente continua Es el valor que nos dan cuando nos hablan del valor de tensi n de una l nea por ejemplo La red el ctrica normal en Galicia posee una magnitud de 220 V de valor eficaz e Valor m ximo Vmax De todos los valores comprendidos en un per odo se denomina valor m ximo al mayor de ellos 6 Montaje e Instalaci n de Cuadros de Maniobra y Control e Corrientes polif sicas Se denomina sistema de corrientes polif sicas al conjunto formado por varias corrientes alternas monof sicas de igual frecuencia y valor eficaz desfasadas entre s Un angulo el ctrico igual a 360 div
24. ntre aisladores la separaci n entre conductores y la de stos con las paredes muros o techos pr ximos Se tendr tambi n en cuenta los esfuerzos electrodin micos que se presenten en caso de cortocircuito A los efectos anteriores se cumplir n los requisitos siguientes Para canalizaciones establecidas con alambres o cables la separaci n con las paredes muros o techos o cualquier otro objeto as como con las canalizaciones destinadas a otros usos no deber ser inferior a 10 cent metros En caso de necesidad se admitir una separaci n menor siempre que se hayan previsto medidas evitando el riesgo de los contactos bien por aproximaci n de los aisladores que sustentan los conductores bien por interposici n de materias aislantes etc No obstante esta separaci n no ser nunca inferior a 5 cent metros 22 Montaje e Instalaci n de Cuadros de Maniobra y Control Para la distancia entre conductores se seguir lo dispuesto en la Instrucci n MI BT 003 Los empalmes y derivaciones se realizar n de acuerdo con las prescripciones se aladas en la Instrucci n MI BT 003 Para canalizaciones establecidas con perfiles se tendr en cuenta los esfuerzos que pueden producirse por dilataci n y que pudieran originar el contacto entre conductores o entre stos y las paredes muros o techos as como la destrucci n de los aisladores debiendo prever para estos casos adecuadas juntas de dilataci n Se tendr en cuenta adem
25. ntrol 99 Gl Introducci n iaa 4 2 Preparaci n y mecanizado de armariou cseeeeeees AZ Introducci idas 4 2 2 Tipos de armarios c scecccscecsesseeseessesneseestesteeneeneens 4 2 3 Mecanizado y preparaci n de los armarios 4 3 Conexionado de los elementos cocioninmsimmm 4 3 1 Introducci n wececescesessessssesseesessesecsesesseesesneseeneaens 4 3 2 A EEREN R GRAS 4 3 3 T cnicas de etiquetado y se alizaci n sssssessessssssssesssssssseressssssereressssseesressss 4 3 4 Realizar la interconexi n de los cuadrOS ococccinnonionionionnconoonoss 4 4 Conectar cableado de cuadros a maquinaria del circuito de mando o 4 4 1 Prescripciones penetales rara 4 4 2 Conexionado a motores el ctricos c ceccecseseseseetecneeecnecsecsecseeseeaeentersennees 45 Puesta MUDA daa ais 4 51 Introd innser a a aii watt a 4 5 2 Verificar puestas a tierra y aislamientos de m quinas y sistemas s 127 4 5 3 Alimentar cuadros de maniobra y control AUTOEVALUACI N io RESUMEN siria A KEEA RETIRER 133 EXAMEN sala 135 SOLUCIONES A LAS AUTOEVALUACIONES cccssesssssssssesessesesescesesesesseseenesesesneseneesenenenes 143 RR an annn O rN NEE TETEE 145 Consulte el cat logo de t tulos en www ideaspropiaseditorial com Montaje e Instalaci n de Cuadros de Maniobra y Control 1 Montaje e instalaci n de cuadros de maniobra y control 1 Conocimientos b sicos de electricidad y dispositivos el ctricos 1
26. os de electricidad 1 2 1 Introducci n Es de todos conocido la importancia de la electricidad tanto en el mbito dom stico como en el industrial de todas formas a n la electricidad es una gran desconocida Dejando a un lado el conocimiento hist rico de los or genes del estudio de la electricidad podemos abreviar describiendo la situaci n actual Hoy en d a a partir de una red el ctrica se obtiene una corriente el ctrica que es la que circula a trav s de los dispositivos el ctricos l mparas motores etc Otra forma que tenemos de lograr corriente el ctrica es mediante un acumulador galv nico o sea pilas y bater as Podemos definir tres conceptos fundamentales de la electricidad mediante el uso del denominado s mil hidr ulico Montaje e Instalaci n de Cuadros de Maniobra y Control 3 Imaginemos dos dep sitos de agua conectados como los de la figura Para que vaya de un dep sito al otro es necesario que el agua posea energ a potencial en este caso diferencia de niveles que constituye una medida del trabajo que proporciona el l quido al salvar el desnivel Se entiende por intensidad de corriente la cantidad de agua que por unidad de tiempo atraviesa la secci n transversal de una conducci n Por lo tanto se tiene Intensidad de corriente cantidad de agua x unidad de tiempo Este s mil puede aplicarse a la corriente el ctrica Entre los polos el ctricos existe una diferencia de potencial o tensi n el ctr
27. s El contactor es b sicamente un interruptor accionado por un electroim n Este electroim n da la orden de cierre al interruptor cuando por l circula una corriente el ctrica El contactor est constituido por tres partes principales Contactos auxiliares para mando del electroim n 14 Montaje e Instalaci n de Cuadros de Maniobra y Control e Contactos de potencia Los contactos de potencia son los encargados de gestionar la alimentaci n de los elementos a actuar tienen dos disposiciones posibles esto es e Normalmente abierto Se permite el paso de corriente cuando se acciona el electroim n e Normalmente cerrado Se corta el paso de la corriente cuando se acciona el electroiman e Contactos auxiliares Son los encargados de realizar el mando del electroim n Reciben una se al el ctrica de un valor determinado en funci n del tipo del contactor Cuando la se al existe 1 se acciona el contactor y cuando la se al no existe 0 la excitaci n desaparece y el contactor cae e Electroim n Funciona mediante la excitaci n provocada por la corriente de los contactos auxiliares Su objetivo es mover el n cleo que mueve los contactos En funci n de su potencia de uso y n mero de polos que gestione existen multitud de tipos de contactores Estos suelen tener accesible tanto la configuraci n de normalmente abierto como la de normalmente cerrado para cada uno de los contactos Fusibles Son dispositivos
28. s las vibraciones a las que pueden estar sometidos los conductores para lo cual los aisladores estar n suficientemente dimensionados y pr ximos entre s Las conexiones entre los conductores o las derivaciones de los mismos se realizar n mediante dispositivos a base de uniones por tornillo adaptados a la naturaleza y secci n de los conductores Cuando se establezcan conexiones entre conductores desnudos y aislados ser admisible en un tramo de estos ltimos pr ximo a la conexi n que la temperatura alcanzada por el aislamiento sea superior a la admisible siempre que se considere en dicho tramo a los conductores como si fueran desnudos Se recomienda suprimir el aislamiento en esta longitud Para la identificaci n del conductor neutro se seguir n las prescripciones establecidas en la Instrucci n MI BT 003 Canalizaciones con conductores aislados sobre aisladores Estas canalizaciones se utilizar n nicamente cuando los conductores no est n expuestos a deterioros por riesgo mec nico debiendo situarse en principio a una distancia del suelo no inferior a 2 5 metros Los conductores utilizados ser n de tensi n nominal no inferior a 250 voltios Para su instalaci n se tendr n en cuenta las siguientes prescripciones Los conductores se tensar n de forma que el coeficiente de seguridad no sea inferior a 3 no considerando el aislamiento a estos efectos como elemento resistente La distancia entre aisladores cons
29. su labor en la instalaci n de m quinas y equipos industriales o para aquellos que deseen hacerlo con el paso del tiempo Este texto formativo contribuye adem s a que los alumnos puedan obtener en el futuro una titulaci n reconocida por el Sistema Nacional de Cualificaciones ISBN 10 84 96585 42 5 ISBN 13 978 84 96585 42 3 9 788496 585423
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