Download Sistemas de red y medidas de seguridad

Sistemas de red y
medidas de seguridad
Manual de trabajo
TP 1111
Con CD-ROM
L1
L2
L3
PEN
M
3
L1
L2
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N
PE
M
3
L1
L2
L3
N
RCD
RCD
M
3
Festo Didactic
567311 es
Referencia:
Actualización:
Autor:
Redacción:
Diseño gráfico:
Maquetación:
567311
10/2012
Jürgen Stumpp
Frank Ebel
Remo Jedelhauser, Thomas Ocker, Jürgen Stumpp
10/2012, Frank Ebel
© Festo Didactic GmbH & Co. KG, 73770 Denkendorf, Alemania, 2013
Internet: www.festo-didactic.com
E-Mail: [email protected]
El comprador adquiere un derecho de utilización limitado sencillo, no excluyente, sin limitación en el
tiempo, aunque limitado geográficamente a la utilización en su lugar / su sede.
El comprador tiene el derecho de utilizar el contenido de la obra con fines de capacitación de los empleados
de su empresa, así como el derecho de copiar partes del contenido con el propósito de crear material
didáctico propio a utilizar durante los cursos de capacitación de sus empleados localmente en su propia
empresa, aunque siempre indicando la fuente. En el caso de escuelas / universidades y centros de
formación profesional, el derecho de utilización aquí definido también se aplica a los escolares,
participantes en cursos y estudiantes de la institución receptora.
En todos los casos se excluye el derecho de publicación, así como la inclusión y utilización en Intranet e
Internet o en plataformas LMS y bases de datos (por ejemplo, Moodle), que permitirían el acceso a una
cantidad no definida de usuarios que no pertenecen al lugar del comprador.
Los derechos de entrega a terceros, multicopiado, procesamiento, traducción, microfilmación, traslado,
inclusión en otros documentos y procesamiento por medios electrónicos requieren de la autorización previa
y explícita de Festo Didactic GmbH & Co. KG.
Índice
Utilización debida y convenida _____________________________________________________________ IV
Prólogo
______________________________________________________________________________ V
Introducción ____________________________________________________________________________ VII
Indicaciones de seguridad y utilización _____________________________________________________ VIII
Equipo didáctico "Sistemas de red y medidas de seguridad" (TP 1111) ____________________________ IX
Objetivos didácticos________________________________________________________________________X
Componentes del equipo didáctico ___________________________________________________________ XI
Informaciones para el instructor ____________________________________________________________ XII
Estructura de los ejercicios ________________________________________________________________ XIII
Contenido del CD-ROM ___________________________________________________________________ XIII
Tareas y soluciones
Cuadro general, sistemas de red ______________________________________________________________3
Ejercicio 1: Mediciones en sistemas de red ____________________________________________________5
Cuadro general, protección contra descarga eléctrica ___________________________________________ 29
Ejercicio 2: Protección contra descargas eléctricas – Protección durante el funcionamiento normal_____ 31
Ejercicio 3: Protección contra descargas eléctricas – Protección en caso de un fallo _________________ 43
Ejercicio 4: Protección contra descargas eléctricas – Protección durante el funcionamiento
normal y en caso de un fallo_____________________________________________________ 65
Ejercicio 5: Proyecto: entrega de una instalación doméstica a un cliente __________________________ 71
Ejercicios y hojas de trabajo
Cuadro general, sistemas de red ______________________________________________________________3
Ejercicio 1: Mediciones en sistemas de red ____________________________________________________5
Cuadro general, protección contra descarga eléctrica ___________________________________________ 29
Ejercicio 2: Protección contra descargas eléctricas – Protección durante el funcionamiento normal_____ 31
Ejercicio 3: Protección contra descargas eléctricas – Protección en caso de un fallo _________________ 43
Ejercicio 4: Protección contra descargas eléctricas – Protección durante el funcionamiento
normal y en caso de un fallo_____________________________________________________ 65
Ejercicio 5: Proyecto: entrega de una instalación doméstica a un cliente __________________________ 71
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III
Uso previsto
El equipo didáctico "Sistemas de red y medidas de seguridad" deberá utilizarse únicamente cumpliendo las
siguientes condiciones:
 Utilización apropiada y convenida en cursos de formación y perfeccionamiento profesional
 Utilización en perfecto estado técnico
Los componentes del conjunto didáctico cuentan con la tecnología más avanzada actualmente disponible y
cumplen las normas de seguridad. A pesar de ello, si se utilizan indebidamente, es posible que surjan
peligros que pueden afectar al usuario o a terceros o, también, provocar daños en el sistema.
El sistema para la enseñanza de Festo Didactic ha sido concebido exclusivamente para la formación y el
perfeccionamiento profesional en materia de sistemas y técnicas de automatización industrial. La empresa
u organismo encargados de impartir las clases y/o los instructores deben velar por que los
estudiantes/aprendices respeten las indicaciones de seguridad que se describen en el presente manual.
Festo Didactic excluye cualquier responsabilidad por lesiones sufridas por el instructor, por la empresa u
organismo que ofrece los cursos y/o por terceros, si la utilización del presente conjunto de aparatos se
realiza con propósitos que no son de instrucción, a menos que Festo Didactic haya ocasionado dichos daños
premeditadamente o con extrema negligencia.
IV
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Prólogo
El sistema de enseñanza en materia de sistemas y técnica de automatización industrial de Festo se rige por
diversos planes de estudios y exigencias que plantean las profesiones correspondientes. En consecuencia,
los equipos didácticos están clasificados según los siguientes criterios:
 Conjuntos didácticos de orientación tecnológica
 Mecatrónica y automatización de procesos de fabricación
 Automatización de procesos continuos y técnica de regulación
 Robotino® – Estudiar e investigar con robots móviles
 Equipos didácticos híbridos
Los equipos didácticos técnicos abordan los siguientes temas: neumática, electroneumática, hidráulica,
electrohidráulica, hidráulica proporcional, controles lógicos programables, sensores, electrotecnia y
actuadores eléctricos.
Los equipos didácticos tienen una estructura modular, por lo que es posible dedicarse a aplicaciones que
rebasan lo previsto por cada uno de los equipos didácticos individuales. Por ejemplo, es posible trabajar
con controles lógicos programables para actuadores neumáticos, hidráulicos y eléctricos.
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V
Todos los conjuntos didácticos incluyen lo siguiente:
 Hardware
 Medios
 Seminarios
Hardware
El hardware incluye componentes y equipos industriales que han sido adaptados para fines didácticos. La
selección de componentes de los equipos didácticos y su ejecución se realiza específicamente según los
proyectos previstos para cada nivel.
Medios
Los medios relacionados con cada tema se clasifican en teachware (material didáctico) y software. El
«teachware» orientado hacia la práctica, incluye lo siguiente:
 Libros técnicos y libros de enseñanza (publicaciones estándar para la adquisición de conocimientos de
carácter fundamental).
 Manuales de trabajo (con ejercicios prácticos, informaciones complementarias y soluciones modelo)
 Diccionarios, manuales, publicaciones técnicas (profundizan los temas técnicos)
 Transparencias para proyección y vídeos (para crear un entorno de estudio ilustrativo y activo)
 Pósters (para la representación esquematizada de temas técnicos)
El software incluye programas para las siguientes aplicaciones:
 Programas didácticos digitales (temas de estudio preparados didácticamente, aprovechando diversos
medios digitalizados)
 Software de simulación
 Software de visualización
 Software para la captación de datos de medición
 Software para diseño de proyectos y construcción
 Software de programación para controles lógicos programables
Los medios de estudio y enseñanza se ofrecen en varios idiomas. Fueron concebidos para la utilización en
clase, aunque también son apropiados para el estudio autodidacta.
Seminarios
Los contenidos que se abordan mediante los equipos didácticos se completan mediante una amplia oferta
de seminarios para la formación y el perfeccionamiento profesional.
¿Tiene alguna sugerencia o desea expresar una crítica en relación con el presente manual?
Envíe un e-mail a: [email protected]
Los autores y Festo Didactic están interesados en conocer su opinión.
VI
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Introducción
El presente manual de trabajo forma parte del sistema para la enseñanza en materia de sistemas y técnica
de automatización industrial de Festo Didactic GmbH & Co. KG. El sistema constituye una sólida base para la
formación y el perfeccionamiento profesional de carácter práctico. Equipo didáctico "Sistemas de red y
medidas de seguridad" (TP 1111)
 Alimentación de red
– Sistemas de redes (TN-, TT-, sistema IT)
– Medidas de seguridad en diferentes redes
 Conexión doméstica
– Componentes de la conexión doméstica
– Denominaciones adicionales en el sistema TN (TN-C, TN-S, TN-C-S)
– Selección de la medida de protección y elementos de protección
– Medidas de protección, aparatos de medición
– Planificación y realización de los primeros controles según IEC 60364-6
repetición de pruebas según EN 50110
– Redacción de las actas de comprobación
 Distribución secundaria
– Aplicación de medidas de seguridad y aparatos de medición
– Planificación y ejecución de primeros controles y repetición de controles
– Evaluación de los resultados de medición y redacción de actas de control
– Reconocimiento de peligros causados por fallos. Descripción y medición
– Localización sistemática de fallos
El manual Sistemas de red y medidas de seguridad trata de manera selectiva el tema de la seguridad de
instalaciones eléctricas conforme a IEC. A partir de situaciones realistas, se estudian las características
especiales y las medidas que deben adoptarse para evitar situaciones peligrosas. Por medio de proyectos
se aprenden las diferentes redes (TN-C, TN-CS, TT e IT), la protección contra contacto directo e indirecto, la
protección contra descargas eléctricas (también en caso de fallo), la protección con interruptor diferencial y
la primera inspección y las inspecciones periódicas de instalaciones y aparatos eléctricos.
Para efectuar el montaje de los circuitos eléctricos y para evaluarlos, es necesario disponer de un equipo de
laboratorio que debe incluir una fuente segura de alimentación de tensión de la red, dos multímetros
digitales y cables de seguridad de laboratorio.
Para solucionar las tareas de los cinco ejercicios se necesitan los componentes incluidos en el conjunto
TP 1111.
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VII
Indicaciones de seguridad y utilización
Informaciones generales
 Los estudiantes únicamente podrán trabajar con los equipos en presencia de un instructor.
 Lea detenidamente las hojas de datos correspondientes a cada uno de los componentes y,
especialmente, respete las respectivas indicaciones de seguridad.
 Los fallos que podrían mermar la seguridad no deberán ocasionarse durante las clases y deberán
eliminarse de inmediato.
Sistema eléctrico
 ¡Peligro mortal en caso de ruptura del conductor protector!
– El cable protector (amarillo/verde) no deberá cortarse ni dentro ni fuera del equipo.
– No deberá dañarse o retirarse el aislamiento del cable protector.
 En plantas o talleres industriales deberán respetarse las normas de utilización de equipos eléctricos
definidas por las autoridades competentes.
 En centros de formación y en talleres de instrucción, el uso de unidades de conexión a la red eléctrica
deberá supervisarse por personal debidamente cualificado.
 Precaución
Los condensadores pueden estar cargados, aunque el aparato como tal haya sido separado de todas
las fuentes de tensión.
 Al sustituir fusibles, utilice únicamente fusibles apropiados y previstos para la intensidad nominal
correcta.
 Nunca conecte de inmediato la unidad de conexión a la red eléctrica si estuvo almacenada en un
espacio de baja temperatura y si se pretende utilizarla en un espacio de temperatura ambiente mayor.
En determinadas circunstancias adversas, el condensado que se forma en estas condiciones podría
destruir la unidad. No conecte la unidad hasta que alcance la temperatura ambiente.
 Al resolver las tareas utilice en los circuitos una tensión de funcionamiento máxima de 25 V AC.
 Establezca las conexiones únicamente si no está conectada la tensión.
 Separe las conexiones eléctricas únicamente tras haber desconectado la tensión.
 Utilizar únicamente cables eléctricos provistos de conectores de seguridad.
 Al desconectar los cables, tire únicamente de los conectores de seguridad, nunca de los cables.
VIII
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Equipo didáctico "Sistemas de red y medidas de seguridad" (TP 1111)
El equipo didáctico tecnológico TP 1111 incluye una gran cantidad de material didáctico. Esta parte del
conjunto didáctico TP 1111 aborda el tema de los fundamentos de las medidas de protección eléctricas.
Componentes principales del TP 1111
 Unidad de alimentación de red EduTrainer®
 Toma de edificios EduTrainer®
 Subdistribuidor EduTrainer®
Medios
El material didáctico del equipo didáctico TP 1111 incluye un manual de trabajo. El manual de trabajo
incluye hojas de ejercicios para cada uno de los diez ejercicios. Además incluye las soluciones y un CD-ROM.
Junto con el manual se entrega un juego de hojas de ejercicios y de hojas de trabajo correspondientes a
cada ejercicio.
El equipo didáctico se entrega con hojas de datos correspondientes a los componentes del hardware.
Medios
Manual de trabajo
Sistemas de red y medidas de seguridad
Programas de estudio
digitalizados
Curso a través de la red (WBT): Medidas de seguridad eléctricas
Cuadro general de los medios correspondientes al equipo didáctico TP 1111
El equipo didáctico TP 1111 incluye el software correspondiente al programa de estudio digital "Medidas de
protección eléctricas". Este programa didáctico permite iniciarse en el tema de las medidas de seguridad. El
alumno aprenderá además todo lo relativo a las disposiciones legales que existen sobre este tema.
El material didáctico se ofrece en varios idiomas. Los materiales didácticos disponibles constan en los
catálogos y en Internet.
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IX
Objetivos didácticos









Ejercicio 1: Mediciones en sistemas de red
Conocimiento de redes TN-C.
Utilización práctica de una red TN-C.
Conocimiento de redes TN-C-S.
Utilización práctica de una red TN-C-S.
Conocimiento de redes TT.
Utilización práctica de una red TT.
Conocimiento de redes IT.
Utilización práctica de una red IT.
Conocimiento de las medidas de protección obligatorias en cada uno de los sistemas.






Ejercicio 2: Protección contra descargas eléctricas – Protección durante el funcionamiento normal
Conocimiento de la protección mediante aislamiento de piezas activas.
Conocimiento de la protección mediante cubierta o envoltura.
Conocimiento de la protección mediante barreras.
Conocimiento de la protección mediante distancia de seguridad.
Conocimiento de protección adicional mediante interruptor de seguridad RCD.
Conocimiento de los diversos tipos de interruptores de seguridad RCD.











X
Ejercicio 3: Protección contra descargas eléctricas – Protección en caso de un fallo
Conocimiento de tipos de fallos.
Conocimiento del significado de impedancias del circuito de defecto y del recorrido de una corriente de
defecto.
Conocimiento del significado de tensión de defecto y de tensión de contacto máxima admisible.
Conocimiento del significado de impedancia del circuito.
Protección mediante desconexión automática de la alimentación de corriente en la red TN.
Protección mediante desconexión automática de la alimentación de corriente en la red TT.
Protección mediante desconexión automática de la alimentación de corriente en la red IT.
Protección mediante conductor de unión equipotencial.
Protección mediante espacios no conductivos.
Protección mediante conductor de unión equipotencial local, sin conexión a tierra.
Protección mediante separación de seguridad.
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














Ejercicio 4: Protección contra descargas eléctricas – Protección durante el funcionamiento normal y en
caso de un fallo
Conocimiento del significado de SELV.
Configuración de un circuito de corriente eléctrica SELV.
Aplicación práctica de circuitos SELV.
Conocimiento del significado de PELV.
Configuración de un circuito de corriente eléctrica PELV.
Aplicación práctica de circuitos PELV.
Ejercicio 5: Proyecto: entrega de una instalación doméstica a un cliente
Procedimiento al controlar las medidas de protección según IEC 60364-6.
Procedimiento al efectuar un control visual de las instalaciones.
Procedimiento al controlar el funcionamiento de las instalaciones.
Conocimiento de los esquemas de distribución y de la utilización de aparatos de medición.
Procedimiento al realizar las mediciones necesarias.
Redacción de las actas de control y del informe de entrega de una instalación eléctrica.
Localización y eliminación de fallos en circuitos de tomas de corriente CEE.
Localización y eliminación de fallos en circuitos de tomas de corriente
con puesta a tierra (CEE 7/4, tipo F).
Localización y eliminación de fallos en circuitos de lámparas.
Equipo didáctico
El equipo didáctico de sistemas de red (TP 1111) incluye los componentes necesarios para alcanzar los
objetivos didácticos definidos. Para efectuar el montaje de los circuitos y evaluarlos se necesitan
adicionalmente dos multímetros digitales y cables de seguridad de laboratorio.
Equipo didáctico "Sistemas de red y medidas de seguridad", referencia 571824
Componente
N° de
Cantidad
referencia
Unidad de alimentación de red EduTrainer®
571825
1
Toma de edificios EduTrainer®
571826
1
Subdistribuidor EduTrainer®
571827
1
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XI
Informaciones para el instructor
Objetivos didácticos
La meta didáctica general del presente manual consiste en que los estudiantes sean capaces de analizar y
evaluar los resultados de las mediciones realizadas en sistemas de red. Según los resultados obtenidos
mediante las mediciones deberán determinarse las medidas de seguridad necesarias. La interacción directa
entre la teoría y la práctica asegura un rápido y sostenible progreso de los estudios. Los objetivos didácticos
concretos e individuales están relacionados con cada ejercicio específico.
Duración aproximada
El tiempo necesario para desarrollar los ejercicios depende de los conocimientos previos de los alumnos.
Para cada ejercicio se necesitarán aproximadamente entre una hora y una hora y media.
Componentes del equipo didáctico
Los ejercicios y los componentes se corresponden. Para resolver los 5 ejercicios, únicamente se necesitan
los componentes del equipo didáctico TP 1111.
Las normas
En el presente manual de trabajo se aplican las siguientes normas:
EN 60617-2 hasta EN 60617-8
Símbolos gráficos para esquemas de distribución
EN 81346-2
Sistemas industriales, equipos, máquinas y productos industriales;
principios de estructuración e identificaciones de referencia
IEC 60364-1
Configuración de equipos de baja tensión: principios básicos,
(DIN VDE 0100-100)
Definiciones, características generales, términos técnicos
IEC 60346-4-41
Configuración de equipos de baja tensión: medidas de protección –
(DIN VDE 0100-410)
Protección contra descargas eléctricas
Identificaciones utilizadas en el manual de trabajo
Los textos con las soluciones y las informaciones complementarias en las representaciones gráficas
aparecen en color rojo.
Excepción: las indicaciones y las evaluaciones relacionadas con la corriente siempre aparecen de color rojo.
Las indicaciones y evaluaciones relacionadas con la tensión siempre aparecen de color azul.
Identificaciones utilizadas en la colección de ejercicios
Las partes que deben completarse en los textos aparecen marcadas con líneas o con celdas sombreadas en
las tablas.
Las gráficas que deben completarse están identificadas mediante un fondo matricial.
Soluciones
Las soluciones que se ofrecen en el presente manual de trabajo se obtuvieron llevando a cabo mediciones
de prueba. Por lo tanto, los resultados obtenidos por el instructor pueden ser diferentes.
XII
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Estructura de los ejercicios
La estructura metódica es la misma para todos los 5 ejercicios. Los ejercicios están estructurados de la
siguiente manera:
 Título
 Objetivos didácticos
 Descripción de la tarea a resolver
 Circuito o esquema de instalación
 Tarea
 Medios auxiliares
 Hojas de ejercicios
El manual de trabajo contiene las soluciones de las tareas incluidas en la colección de ejercicios.
Contenido del CD-ROM:
El manual de trabajo está incluido en el CD-ROM adjunto en forma de archivo de formato pdf. El CD-ROM se
incluye en calidad de material didáctico complementario.
Estructura del contenido del CD-ROM:
 Imágenes
 Información sobre productos
Imágenes
Mediante fotografías y representaciones gráficas se muestran aplicaciones industriales reales. Estas
imágenes pueden aprovecharse para entender mejor la tarea a resolver en cada ejercicio. Además, pueden
utilizarse para ampliar y completar la presentación de proyectos.
Información sobre productos
Se ofrecen informaciones del correspondiente fabricante sobre cada uno de los componentes
seleccionados. Esta forma de explicar estos componentes tiene la finalidad de demostrar cómo se presentan
los componentes en un catálogo industrial. Además, estas páginas incluyen informaciones complementarias
sobre los componentes.
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XIII
XIV
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Índice
Tareas y soluciones
Cuadro general, sistemas de red ______________________________________________________________3
Ejercicio 1: Mediciones en sistemas de red ____________________________________________________5
Cuadro general, protección contra descarga eléctrica ___________________________________________ 29
Ejercicio 2: Protección contra descargas eléctricas – Protección durante el funcionamiento normal_____ 31
Ejercicio 3: Protección contra descargas eléctricas – Protección en caso de un fallo _________________ 43
Ejercicio 4: Protección contra descargas eléctricas – Protección durante el funcionamiento normal y
en caso de un fallo ____________________________________________________________ 65
Ejercicio 5: Proyecto: entrega de una instalación doméstica a un cliente __________________________ 71
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1
2
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Esquema: sistemas de red
Sistemas de red
Red TN
Red TT
Red IT
T N C S
1
2
3
Sistemas de red. 1: conexión a tierra en la planta energética. 2: Conexión a tierra en el consumidor. 3: Líneas N y PE en el consumidor.
L1
L1
L2
L2
L3
L3
N
PEN
PEN
RB
PE
PEN
RA
PE
RA
Primera letra
Segunda letra
Otras letras adicionales
Conexión a tierra del sistema de
alimentación de corriente
Conexión a tierra del cuerpo de aparatos
eléctricos
Configuración de las conductores neutros y
conductores de protección
T
Conexión directa de un punto a tierra.
T
S
Conexión directa del cuerpo a tierra,
Función de protección mediante un
independientemente de la conexión a
conductor neutro o conductor separado de
la línea externa conectada a tierra.
tierra de un punto del sistema de
alimentación de corriente.
I
N
Todas las partes activas separadas de
Conexión eléctrica directa de los cuerpos
tierra o un punto conectado a tierra a
través de una alta impedancia.
C
Conductor neutro y conductor protector,
con el punto conectado a tierra del sistema combinados con único conductor (PEN).
de alimentación de corriente.
Significado de las letras
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3
4
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Ejercicio 1
Mediciones en sistemas de red
Objetivos didácticos
Una vez realizado este ejercicio, el estudiante habrá alcanzado las siguientes metas didácticas:
 Conocimiento de redes TN-C.
 Utilización práctica de una red TN-C.
 Conocimiento de redes TN-C-S.
 Utilización práctica de una red TN-C-S.
 Conocimiento de redes TT.
 Utilización práctica de una red TT.
 Conocimiento de redes IT.
 Utilización práctica de una red IT.
 Conocimiento de las medidas de protección obligatorias en cada uno de los sistemas.
Descripción de la tarea a resolver
Análisis de diversas redes utilizando los aparatos de medición apropiados.
Los esquemas de estas diversas redes se obtienen mediante el accionamiento de conmutadores o
cambiando las conexiones en un tablero de alimentación de la red.
Placa de alimentación de la red
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5
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
1. Red TN-C
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Tareas a resolver
Configure un esquema de red TN-C en el tablero de conexión de red.
Complete el esquema de la hoja de trabajo de tal manera que se obtenga una red TN-C.
Mida todas las tensiones en la red TN-C utilizando un aparato de medición apropiado.
Incluya los valores medidos en la tabla.
Evalúe los resultados de la medición.
¿Cuándo se utiliza una red TN-C?




Material didáctico y medios de trabajo
Libros de texto técnicos, tablas con datos técnicos
Instrucciones de utilización
Hojas de datos
Internet
Cuadro general de equipos
Cantidad
Componente
1
Unidad de alimentación de red
1
Punto de toma de un edificio:
1
Aparato de medición apropiado (por ejemplo, medidor múltiple)
2
Cables de laboratorio de seguridad
a) Complete el esquema tal manera que se obtenga una red TN-C.
Denomine cada una de las líneas.
L1
L2
L3
PEN
M
3
6
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
b) Configuración del circuito de medición
L1
L1
L1
L2
L2
L3
L3
N
N
PE/PEN
PE/PEN
L1
L2
L2
5
L3
L3
L
N
PE
L1
L2
L3
N
PE
N
PE
PE
L1
L2
L3
N
PE
kWh
Probe
4
VCC
VCC
VCC
20m
N
1,5Ω
GND
GND
1,5Ω
PE
ZERO
F1
MEMORY
F2
select Var
300 500 mA
N PE L
1000
L-NL-PEN-PE
RCD
RLO RE RISO ΔT IΔ
TEST
F3
F4
~
mS
VAC
mA
MΩ
TEST
470Ω
1kΩ
2,7kΩ
GND
ZL UL= 50
store
x1/2x1x5
AUTO
ZRZLZS ZERO
recall
0
S
battery test
!
IKRE
UN
clear
UF
PSC
180°
PEFC IK
1000
RE
2500 VOLTS
47Ω
memory recall
+
V
VDC
VAC
kDΩ
Hz
Ejecución de la medición. Medición de tensión y frecuencia
1. Coloque el selector giratorio en la posición V.
2.
Para realizar esta medición, utilice las conexiones L (roja) y PE (verde).
Utilice cables de seguridad de laboratorio.
• La indicación primaria (superior) indica la tensión alterna.
• La indicación secundaria (inferior) muestra la frecuencia de la red eléctrica.
• Pulse F1 para cambiar la indicación de tensión a L-PE.
•
Cambie las conexiones de los cables de seguridad de laboratorio para realizar
las mediciones exigidas en este caso.
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7
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
c)
Mida las tensiones en la red TN-C.
¡Atención!
Al efectuar las mediciones se trabaja con la tensión de la red.
Conecte todos los cables antes de conectar la alimentación de la red.
Conductor
Valores normalizados
Valores de medición
L1 – L2
400 V
398 V
L1 – L3
400 V
398 V
L2 – L3
400 V
396 V
L1 – PEN
230 V
230,8 V
L2 – PEN
230 V
230,8 V
L3 – PEN
230 V
231,2 V
Tensiones en la red TN-C
d) Evalúe los resultados de la medición.
Los valores medidos corresponden a los valores normalizados Las ligeras desviaciones se explican por
la variación de las cargas en la red.
e) ¿Qué debe tenerse en cuenta en la práctica al utilizar una red TN-C?
En una red TN-C se utiliza un cable PEN que es conductor de protección (PE) y, a la vez, conductor
neutro (N).
Si la carga varía en los cables externos, fluye una corriente de compensación a través del conductor
neutro. Por lo tanto suele haber una tensión entre los cuerpos conductores de los aparatos
(conectados al PEN) y la conexión a tierra. Esta tensión es el resultado de la resistencia del conductor
y de la corriente, aplicando la ley de Ohm.
8
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
Si en una instalación se interrumpe el cable PEN, se aplica la tensión completa a tierra (es decir, hasta
230 V) en el cuerpo conductor, detrás del punto de interrupción.
Únicamente se admite la utilización de redes TN-C si la sección del conductor de neutro es de mínimo
10 mm2 (cobre) o 16 mm2 (aluminio). Esta limitación es necesaria para minimizar la probabilidad de
una interrupción del cable PEN.
2. Red TN-C-S
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Tareas a resolver
Configure un esquema de red TN-C-S en el tablero de conexión de red.
Complete el esquema de la hoja de trabajo de tal manera que se obtenga una red TN-C-S.
Mida todas las tensiones en la red TN-C-S utilizando un aparato de medición apropiado.
Incluya los valores medidos en la tabla.
Evalúe los resultados de la medición.
¿Cuándo se utiliza una red TN-C-S?




Material didáctico y medios de trabajo
Libros de texto técnicos, tablas con datos técnicos
Instrucciones de utilización
Hojas de datos
Internet
Cuadro general de equipos
Cantidad
Componente
1
Unidad de alimentación de red
1
Punto de toma de un edificio:
1
Aparato de medición apropiado (por ejemplo, medidor múltiple)
2
Cables de laboratorio de seguridad
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
a) Complete el esquema tal manera que se obtenga una red TN-C-S.
Denomine cada una de las líneas.
L1
L2
L3
N
PE
M
3
b) Incluya en el siguiente esquema el circuito de defecto en caso de un cortocircuito conductor-masa.
IK
L1
L2
L3
N
IK
PEN
PE
IK
RB
RA
IK
10
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
c)
Configuración del circuito de medición
L1
L1
L1
L2
L2
L3
L3
N
N
PE/PEN
PE/PEN
L1
L2
L2
5
L3
L3
L
N
PE
L1
L2
L3
N
PE
N
PE
PE
L1
L2
L3
N
PE
kWh
Probe
4
VCC
VCC
VCC
20m
N
1,5Ω
GND
GND
1,5Ω
PE
47Ω
470Ω
1kΩ
2,7kΩ
GND
UL= 50
TEST
ZERO
F1
MEMORY
F2
F3
L-N
N PE L
V
battery test
V
TEST
F4
Hz
Ejecución de la medición. Medición de tensión y frecuencia
1. Coloque el selector giratorio en la posición V.
2.
Para realizar esta medición, utilice todas las conexiones (roja, azul y verde).
Utilice cables de seguridad de laboratorio.
• La indicación primaria (superior) indica la tensión alterna.
• La indicación secundaria (inferior) muestra la frecuencia de la red eléctrica.
• Pulse F1 para cambiar la indicación de tensión a L-PE, L-N y N-PE.
•
Cambie las conexiones de los cables de seguridad de laboratorio para realizar
las mediciones exigidas en este caso.
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11
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
d) Mida las tensiones en la red TN-C-S.
¡Atención!
Al efectuar las mediciones se trabaja con la tensión de la red.
Conecte todos los cables antes de conectar la alimentación de la red.
Conductor
Valores normalizados
Valores de medición
L1 – L2
400 V
398 V
L2 – L3
400 V
396 V
L1 – N
230 V
230,8 V
L2 – N
230 V
230,8 V
L3 – N
230 V
231,2 V
L1 – PE
230 V
230,4 V
L2 – PE
230 V
229,8 V
L3 – PE
230 V
231,6 V
Tensiones en la red TN-C-S
e) Evalúe los resultados de la medición.
Los valores medidos corresponden a los valores normalizados, aunque observándose ligeras
desviaciones.
La tensión entre los conductores externos y el conductor neutro N tiene el mismo valor que la tensión
entre los conductores exteriores y el conductor de protección PE.
Este resultado es lógico, porque los dos conductores están unidos delante de la separación en
conductor neutro y conductor de protección.
12
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
f)
¿Qué debe tenerse en cuenta en la práctica al utilizar una red TN-C-S?
Partiendo del transformador, una red TN-C-S primero es igual a una red TN-C. A partir de un
determinado punto (a más tardar a partir del punto en el que se utilizará un cable de sección menor a
10 mm2) el cable PEN se divide en conductor neutro y conductor de protección. Estos conductores se
tienden por separado y no deberán volver a unirse.
La red TN-C-S es la más difundida en edificios en Alemania. La separación entre el conductor de
protección y el conductor neutro se produce en el distribuidor principal del edificio.
El cable PEN se separa allí en un conductor PE (función de protección, color verde-amarillo) y en un
conductor neutro N (circuito de servicio, color azul claro).
El conductor de protección únicamente deberá utilizarse con fines de protección. Establece una
conexión entre todos los componentes, cuerpos conductores, etc. y el punto centro de estrella (punto
neutro) del transformador.
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13
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
3. Red TT
Tareas a resolver
Configure un esquema de red TT en el tablero de conexión de red.
Complete el esquema de la hoja de trabajo de tal manera que se obtenga una red TT.
Mida todas las tensiones en la red TT utilizando un aparato de medición apropiado.
Incluya los valores medidos en la tabla.
Evalúe los resultados de la medición.
¿Cuándo se utiliza una red TT?
¿Por qué es obligatorio el uso de un disyuntor (RCD, protección frente a corriente de defecto)
en una red TT?
8. Analice la relación entre la tensión de contacto, resistencia de conexión a tierra y corriente de defecto.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.




Material didáctico y medios de trabajo
Libros de texto técnicos, tablas con datos técnicos
Instrucciones de utilización
Hojas de datos
Internet
Cuadro general de equipos
14
Cantidad
Componente
1
Unidad de alimentación de red
1
Punto de toma de un edificio:
1
Aparato de medición apropiado (por ejemplo, medidor múltiple)
2
Cables de laboratorio de seguridad
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
Información
¡En una red TT es obligatorio el uso de un disyuntor (RCD, protección frente a corriente de defecto)!
L1
L2
L3
N
RCD
RCD
RCD
L1
L2
L3
N
PE
M
RB
RA
RA
RA
Conexión de las unidades consumidoras a través de interruptores RCD en una red TT
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15
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
a) Complete el esquema tal manera que se obtenga una red TT.
Denomine cada una de las líneas.
L1
L2
L3
N
RCD
RCD
M
3
b) Configuración del circuito de medición
L1
L1
L1
L1
L2
L2
L2
L3
L3
N
N
PE/PEN
PE/PEN
L2
5
L3
L3
L
N
PE
L1
L2
L3
N
PE
N
PE
PE
L1
L2
L3
N
PE
kWh
Probe
4
VCC
VCC
VCC
20m
N
1,5Ω
GND
GND
1,5Ω
PE
ZERO
F1
MEMORY
F2
select Var
300 500 mA
N PE L
1000
L-NL-PEN-PE
RCD
RLO RE RISO ΔT IΔ
TEST
F3
F4
16
~
mS
VAC
mA
MΩ
TEST
470Ω
1kΩ
2,7kΩ
GND
ZL UL= 50
store
x1/2x1x5
AUTO
ZRZLZS ZERO
recall
0
S
battery test
!
IKRE
UN
clear
UF
PSC
180°
PEFC IK
1000
RE
2500 VOLTS
47Ω
memory recall
+
V
VDC
VAC
kDΩ
Hz
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
Ejecución de la medición. Medición de tensión y frecuencia
1. Coloque el selector giratorio en la posición V.
2.
Para realizar esta medición, utilice las conexiones L (roja) y N (azul).
Utilice cables de seguridad de laboratorio.
• La indicación primaria (superior) indica la tensión alterna.
• La indicación secundaria (inferior) muestra la frecuencia de la red eléctrica.
• Pulse F1 para cambiar la indicación de tensión a L-PE, L-N y N-PE.
•
c)
Cambie las conexiones de los cables de seguridad de laboratorio para realizar
las mediciones exigidas en este caso.
Mida las tensiones en la red TT.
¡Atención!
Al efectuar las mediciones se trabaja con la tensión de la red.
Conecte todos los cables antes de conectar la alimentación de la red.
Conductor
Valores normalizados
Valores de medición
L1 – L2
400 V
399 V
L2 – L3
400 V
398 V
L3 – L1
400 V
401 V
L1 – N
230 V
230,5 V
L2 – N
230 V
229 V
L3 – N
230 V
230,8 V
Tensiones en la red TT
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17
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
d) Evalúe los resultados de la medición.
Los valores medidos corresponden a los valores normalizados, aunque observándose ligeras
desviaciones.
e) ¿Qué debe tenerse en cuenta en la práctica al utilizar una red TT?
La utilización de redes TT con disyuntores RCD (protección frente a corriente de defecto) es
obligatoria, entre otros, en el sector agrario y horticultor, así como en obras de construcción.
El uso de redes TT también es obligatorio en distribuidores móviles (por ejemplo, en equipos móviles
utilizados en obras de construcción pasajeras, en kioscos de ferias, etc.).
f)
¿Por qué es obligatorio el uso de un disyuntor (RCD, protección frente a corriente de defecto)
en una red TT?
La resistencia de la conexión a tierra debe ser tan pequeña que en caso de surgir un fallo no se supere
la tensión de contacto máxima admitida y, además, que se active el interruptor diferencial.
Si se utilizan fusibles o disyuntores y si la corriente nominal es superior a 6 A, se obtienen valores de
resistencia de la conexión a tierra tan pequeños que resultan inviables económicamente.
Si la corriente nominal de defecto del RCD es de 30 mA y si la tensión de contacto máxima admisible
es de 50 V, la resistencia de conexión a tierra puede ser de 1665 .
Si se reduce a la mitad la tensión de contacto máxima admisible (es decir, a 25 V), la resistencia de
conexión a tierra también se reduce a la mitad (es decir, a 832 ).
UL  RA  I A
Por lo tanto, RA es:
RA 
UL
IA
UL= Tensión de contacto máxima admisible
RA= Resistencia de conexión a tierra
IA= Corriente nominal de defecto del RCD
18
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
g) En la siguiente tabla se muestran los resultados de la medición de la corriente defecto correspondiente
a diversos valores de la resistencia de conexión a tierra.
Recurriendo a los valores, calcule las tensiones de contacto.
Resistencia de conexión a
tierra
Corriente de defecto
Tensión de contacto
1 k
0,21 A
210 V
400 
0,48 A
192 V
200 
0,82 A
164 V
100 
1,42 A
142 V
40 
2,15 A
86 V
20 
2,5 A
50V
h) Evalúe los resultados de la medición.
Cuanto menor es la resistencia de conexión a tierra, tanto mayor es la corriente de defecto. Aplicando
la ley de Ohm, si aumenta la corriente de defecto, también aumenta la tensión de contacto. Si no se
tiene en cuenta la impedancia del circuito de defecto, se obtienen tensiones de contacto superiores a
la máxima admisible.
Considerando las tensiones de contacto, la resistencia de conexión a tierra debería ser inferior a 20 .
Si las resistencias de conexión a tierra deben ser inferiores a 20 , es muy complicado cumplir esta
condición con electrodos individuales.
Si la tensión de contacto máxima admisible es de 25 V, es casi imposible obtener la resistencia de
conexión a tierra mediante electrodos individuales. Para cumplir con la condición de desconexión en
caso de un fallo, se utilizan disyuntores por corriente diferencial (RCD).
Estos RCD se utilizan cuando no es posible alcanzar las resistencias de conexión a tierra exigidas.
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19
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
4. Red IT
Tareas a resolver
1. Complete el esquema de la hoja de trabajo de tal manera que se obtenga una red IT.
2. Configure un esquema de red IT utilizando el borne de conexión a la red y el borne de red aislada de
tierra .
3. Utilizando el polímetro, mida las tensiones en el circuito IT y apunte los resultados en la tabla.
4. Evalúe los resultados de la medición.
5. La denominación del transformador utilizado en el tablero IT es Dyn 5. Explique esta denominación.
6. ¿Cuándo y dónde se utiliza una red IT?
7. ¿Por qué es obligatorio el uso de un sistema de control de aislamiento en una red IT?
8. Describa el funcionamiento del equipo de control permanente de aislamiento.
9. Ponga en funcionamiento la red IT. Ajuste en el equipo de control del aislamiento un valor de respuesta
de aproximadamente 60 k. Establezca una conexión a tierra a través del potenciómetro (500 k) y
ajuste diversas resistencias (500 k, 200 k, 100 k, 50 k) con el ohmniómetro. Describa cómo
reacciona el equipo de control del aislamiento.
10. Para la desconexión en la red IT se utilizan dos RCD (30 mA, 300 mA).
Amplíe la red IT agregando las dos placas RCD. Utilizando el potenciómetro (500 k), simule en el RCD
de 300 mA una conexión a tierra desde L1 hacia PE (fallo 1). Reponga la señal acústica y simule detrás
del RCD de 30 mA una conexión a tierra desde L2 hacia PE (fallo 2). Describa cómo reacciona el equipo
de control del aislamiento.
11. Considerando la norma IEC, ¿qué debe tenerse en cuenta al controlar una red IT?




Material didáctico y medios de trabajo
Libros de texto técnicos, tablas con datos técnicos
Instrucciones de utilización
Hojas de datos
Internet
Cuadro general de equipos
20
Cantidad
Componente
1
Unidad de alimentación de red
1
Red IT
1
Placa RCD (300 mA, 30 mA)
1
Aparato de medición apropiado (por ejemplo, medidor múltiple)
2
Cables de laboratorio de seguridad
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
¡Atención!
La red IT no tiene conexión entre los conductores activos y las partes conectadas a tierra.
Los cuerpos de los equipos eléctricos están conectados a tierra.
En una red IT es obligatorio el uso de un sistema de control de aislamiento.
a) Complete el esquema de la hoja de trabajo de tal manera que se obtenga una red IT.
Denomine cada una de las líneas.
L1
L2
L3
N
Z<
RCD
M
3
RA
RA
RA
Z: Impedancia
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21
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
b) Configure un esquema de red IT utilizando el tablero de conexión a la red y el borne de red aislada de
tierra.
L1
L1
L1
L1
L2
L2
L2
L3
L3
L2
ON AL
Test
L3
RAL
L3
Reset
N
N
5
4
PE/PEN
PE
N
VCC
L1
L2
L3
VCC
VCC
10kW
500kW
+
N
1,5W
1,5Ω
GND
GND
GND
PE
1,5W
ZERO
F1
MEMORY
F2
select Var
300 500 mA
N PE L
1000
L-NL-PEN-PE
RCD
RLO RE RISO ΔT IΔ
ZL UL= 50
mS
VAC
mA
MΩ
store
TEST
F3
F4
x1/2x1x5
AUTO
ZRZLZS ZERO
recall
0
S
battery test
!
IKRE
UN
clear
UF
PSC
180°
PEFC IK
1000
RE
2500 VOLTS
~
TEST
memory recall
+
V
VDC
VAC
kDΩ
Hz
Ejecución de la medición. Medición de tensión y frecuencia
1. Coloque el selector giratorio en la posición V.
2.
Para realizar esta medición, utilice todas las conexiones (roja, azul y verde).
Utilice cables de seguridad de laboratorio.
• La indicación primaria (superior) indica la tensión alterna.
• La indicación secundaria (inferior) muestra la frecuencia de la red eléctrica.
• Pulse F1 para cambiar la indicación de tensión a L-PE, L-N y N-PE.
•
22
Cambie las conexiones de los cables de seguridad de laboratorio para realizar
las mediciones exigidas en este caso.
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
c)
Utilizando el polímetro, mida las tensiones en el circuito IT y apunte los resultados en la tabla.
¡Atención!
Al efectuar las mediciones se trabaja con la tensión de la red.
Conecte todos los cables antes de conectar la alimentación de la red.
Conductor
Valores normalizados
Valores de medición
L1 – L2
400V
410V
L2 – L3
400V
410V
L3 – L1
400V
410V
L1 – N
230V
236V
L2 – N
230V
236V
L3 – N
230V
236V
L1 – PE
0V
No mensurable
L2 – PE
0V
No mensurable
L3 – PE
0V
No mensurable
Tensiones en la red IT
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23
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
d) Evalúe los resultados de la medición.
Los valores medidos corresponden a los valores normalizados, aunque observándose ligeras
desviaciones. Los valores son algo mayores porque se midieron sin aplicar carga en el transformador.
Entre los conductores externos se aplica una tensión de 400 V. Entre los conductores exteriores y el
conductor neutro se aplica una tensión de 230 V. Las tensiones corresponden a las de una red de
distribución de corriente trifásica.
Considerando que en una red IT todos los conductores activos están aislados de tierra, no hay tensión
mensurable entre los conductores externos y tierra. ¡En una red IT, ningún punto de la red debe estar
conectado directamente a tierra!
e) La denominación del transformador utilizado en el tablero para la red aislada de tierra (IT) es Dyn 5.
Explique esta denominación.
La denominación indica que se trata de un transformador de corriente trifásica. Cada transformador
tiene una bobina de alta tensión y otra de baja tensión.
Letra D: La bobina de alta tensión está conectada en triángulo.
Letra y: La bobina de baja tensión está conectada en estrella.
Letra n: El conductor neutro parte de la bobina de baja tensión.
Número 5: La tensión de la bobina de alta tensión se adelanta en 5 x 30° a la tensión de la bobina de
baja tensión.
f)
¿Cuándo y dónde se utiliza una red IT?
En la práctica únicamente se admiten redes IT en instalaciones aisladas con transformador o
generador propio.
Una red IT es segura a partir del primer fallo, por lo que su fiabilidad es superior. Las redes IT se
utilizan en estaciones de cuidados intensivos, quirófanos, zonas protegidas contra explosiones, en la
minería y en plantas metalúrgicas.
En determinados sectores industriales (por ejemplo, en la industria química) se utilizan redes IT si
cabe temer que un fallo en una red TN provocaría daños económicos considerables.
También se utilizan redes IT en los equipos (generadores) de bomberos y en los del servicio de
salvamento en caso de catástrofes.
24
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
g) ¿Por qué es obligatorio el uso de un sistema de control de aislamiento en una red IT?
Considerando que en una red IT ningún punto de la red debe estar conectado directamente a tierra, no
debe haber tensión alguna entre los conductores externos y la conexión a tierra.
Cualquier fallo que ocurre en una red IT (conexión a tierra) debe notificarse de inmediato para
proceder a su inmediata eliminación. La notificación está a cargo de la unidad de control permanente
de aislamiento.
La ocurrencia de un segundo fallo provocaría la desconexión inmediata del sistema.
h) Describa el funcionamiento del equipo de control permanente de aislamiento.
Equipo de control permanente de aislamiento
El equipo de control vigila permanentemente la resistencia de aislamiento. El funcionamiento sin
fallos se indica con la lámpara de color verde.
Es posible regular el umbral de respuesta del equipo. Por ejemplo, puede ajustarse en 50 k. Si la
resistencia de aislamiento es menor al valor mínimo de 50 k, se enciende una lámpara de color
amarillo y, además, se emite una señal acústica. La señal acústica puede cancelarse. Pero la señal
óptica únicamente se puede cancelar después de haber eliminado el fallo.
Al surgir un segundo fallo, el equipo se desconecta de inmediato.
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25
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
i)
Funcionamiento del equipo de control del aislamiento.
Primero se pone en funcionamiento la red IT. En el equipo de control aislamiento se regula un valor de
respuesta de 60 k. A continuación se establece una conexión a tierra con diversas resistencias
(utilizando el potenciómetro). Se observa la reacción de la unidad de control de aislamiento.
•
•
•
•
Resistencia de 500 k:
Resistencia de 200 k:
Resistencia de 100 k:
Resistencia de 50 k:
Ninguna reacción.
Ninguna reacción.
Ninguna reacción.
La unidad de control de aislamiento emite una señal óptica y otra
acústica, indicando la presencia de un fallo.
Si el valor es inferior al valor de respuesta ajustado en el equipo de control de la resistencia, se emite
una señal acústica y una señal óptica que indican la existencia de un fallo.
j)
Reacción de la red IT con fallo 1 y con fallo 2
Para la desconexión en la red se utilizan dos RCD (30 mA, 300 mA).
Ajuste en el equipo de control de aislamiento: 50 k. En el RCD de 300 mA se simula una conexión a
tierra (L1 hacia PE a través del potenciómetro (fallo 1)).
La unidad de control de aislamiento emite una señal óptica y otra acústica, indicando la presencia de
un fallo.
El RCD de 300 mA no se desconecta.
A continuación se cancela la señal acústica y se simula un segundo fallo en el RCD de 30 mA (L2 hacia
PE (fallo 2)).
El RCD de 30 mA desconecta el equipo; el RCD de 300 mA se mantiene activado.
26
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
k) Considerando la norma IEC, ¿qué debe tenerse en cuenta al controlar por primera vez una red IT?
1. Control visual
Verificar el estado general de las instalaciones, comprobar el conductor de equipotencialidad de toma
de tierra, tipos de potencia y la denominación de hilos, controlar si el tipo de protección es suficiente,
comprobar la documentación técnica.
2. Control visual y ejecución de pruebas
Conexiones de cables, conductor de unión equipotencial principal (barra principal de conexión a
tierra), conductor de equipotencialidad adicional.
3. Medición de la resistencia de aislamiento.
¿Es posible prescindir de la repetición de la medición? Medición sin unidad de control del aislamiento.
4. Medición o cálculo de la corriente de fuga.
Corriente de fuga del conductor, de las unidades consumidoras. Suma de todas las corrientes de fuga.
5. Medición de la resistencia de conexión a tierra.
6. Medición o cálculo de la tensión de contacto con fallo 1.
7. Medición para comprobar el funcionamiento del sistema de protección (desconexión al ocurrir el
segundo fallo).
8. Comprobación del equipo de control permanente del aislamiento y del funcionamiento del
interruptor diferencial RCD.
9. Evaluación de los resultados.
Redacción de la documentación técnica
Importante
Disposiciones contenidas en la norma IEC sobre control de aislamiento:
• IEC 60364-1: Protección contra contacto indirecto, con desconexión y notificación
• IEC 60364-7-710: Seguridad eléctrica en espacios de uso médico
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27
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
28
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Índice
Ejercicios y hojas de trabajo
Cuadro general, sistemas de red ______________________________________________________________3
Ejercicio 1: Mediciones en sistemas de red ____________________________________________________5
Cuadro general, protección contra descarga eléctrica ___________________________________________ 29
Ejercicio 2: Protección contra descargas eléctricas – Protección durante el funcionamiento normal_____ 31
Ejercicio 3: Protección contra descargas eléctricas – Protección en caso de un fallo _________________ 43
Ejercicio 4: Protección contra descargas eléctricas – Protección durante el funcionamiento normal y
en caso de un fallo ____________________________________________________________ 65
Ejercicio 5: Proyecto: entrega de una instalación doméstica a un cliente __________________________ 71
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1
2
© Festo Didactic GmbH & Co. KG 567311
Esquema: sistemas de red
Sistemas de red
Red TN
Red TT
Red IT
T N C S
1
2
3
Sistemas de red. 1: conexión a tierra en la planta energética. 2: Conexión a tierra en el consumidor. 3: Líneas N y PE en el consumidor.
L1
L1
L2
L2
L3
L3
N
PEN
PEN
RB
PE
PEN
RA
PE
RA
Primera letra
Segunda letra
Otras letras adicionales
Conexión a tierra del sistema de
alimentación de corriente
Conexión a tierra del cuerpo de aparatos
eléctricos
Configuración de las conductores neutros y
conductores de protección
T
Conexión directa de un punto a tierra.
T
S
Conexión directa del cuerpo a tierra,
Función de protección mediante un
independientemente de la conexión a
conductor neutro o conductor separado de
la línea externa conectada a tierra.
tierra de un punto del sistema de
alimentación de corriente.
I
N
Todas las partes activas separadas de
Conexión eléctrica directa de los cuerpos
tierra o un punto conectado a tierra a
través de una alta impedancia.
C
Conductor neutro y conductor protector,
con el punto conectado a tierra del sistema combinados con único conductor (PEN).
de alimentación de corriente.
Significado de las letras
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3
4
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Ejercicio 1
Mediciones en sistemas de red
Objetivos didácticos
Una vez realizado este ejercicio, el estudiante habrá alcanzado las siguientes metas didácticas:
 Conocimiento de redes TN-C.
 Utilización práctica de una red TN-C.
 Conocimiento de redes TN-C-S.
 Utilización práctica de una red TN-C-S.
 Conocimiento de redes TT.
 Utilización práctica de una red TT.
 Conocimiento de redes IT.
 Utilización práctica de una red IT.
 Conocimiento de las medidas de protección obligatorias en cada uno de los sistemas.
Descripción de la tarea a resolver
Análisis de diversas redes utilizando los aparatos de medición apropiados.
Los esquemas de estas diversas redes se obtienen mediante el accionamiento de conmutadores o
cambiando las conexiones en un tablero de alimentación de la red.
Placa de alimentación de la red
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5
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
1. Red TN-C
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Tareas a resolver
Configure un esquema de red TN-C en el tablero de conexión de red.
Complete el esquema de la hoja de trabajo de tal manera que se obtenga una red TN-C.
Mida todas las tensiones en la red TN-C utilizando un aparato de medición apropiado.
Incluya los valores medidos en la tabla.
Evalúe los resultados de la medición.
¿Cuándo se utiliza una red TN-C?




Material didáctico y medios de trabajo
Libros de texto técnicos, tablas con datos técnicos
Instrucciones de utilización
Hojas de datos
Internet
Cuadro general de equipos
Cantidad
Componente
1
Unidad de alimentación de red
1
Punto de toma de un edificio:
1
Aparato de medición apropiado (por ejemplo, medidor múltiple)
2
Cables de laboratorio de seguridad
a) Complete el esquema tal manera que se obtenga una red TN-C.
Denomine cada una de las líneas.
M
3
6
Nombre: __________________________________ Fecha: ____________
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
b) Configuración del circuito de medición
L1
L1
L1
L2
L2
L3
L3
N
N
PE/PEN
PE/PEN
L1
L2
L2
5
L3
L3
L
N
PE
L1
L2
L3
N
PE
N
PE
PE
L1
L2
L3
N
PE
kWh
Probe
4
VCC
VCC
VCC
20m
N
1,5Ω
GND
GND
1,5Ω
PE
ZERO
F1
MEMORY
F2
select Var
300 500 mA
N PE L
1000
L-NL-PEN-PE
RCD
RLO RE RISO ΔT IΔ
TEST
F3
F4
~
mS
VAC
mA
MΩ
TEST
470Ω
1kΩ
2,7kΩ
GND
ZL UL= 50
store
x1/2x1x5
AUTO
ZRZLZS ZERO
recall
0
S
battery test
!
IKRE
UN
clear
UF
PSC
180°
PEFC IK
1000
RE
2500 VOLTS
47Ω
memory recall
+
V
VDC
VAC
kDΩ
Hz
Ejecución de la medición. Medición de tensión y frecuencia
1. Coloque el selector giratorio en la posición V.
2.
Para realizar esta medición, utilice las conexiones L (roja) y PE (verde).
Utilice cables de seguridad de laboratorio.
• La indicación primaria (superior) indica la tensión alterna.
• La indicación secundaria (inferior) muestra la frecuencia de la red eléctrica.
• Pulse F1 para cambiar la indicación de tensión a L-PE.
•
Cambie las conexiones de los cables de seguridad de laboratorio para realizar
las mediciones exigidas en este caso.
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7
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
c)
Mida las tensiones en la red TN-C.
¡Atención!
Al efectuar las mediciones se trabaja con la tensión de la red.
Conecte todos los cables antes de conectar la alimentación de la red.
Conductor
Valores normalizados
Valores de medición
L1 – L2
L1 – L3
L2 – L3
L1 – PEN
L2 – PEN
L3 – PEN
Tensiones en la red TN-C
d) Evalúe los resultados de la medición.
e) ¿Qué debe tenerse en cuenta en la práctica al utilizar una red TN-C?
8
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
2. Red TN-C-S
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Tareas a resolver
Configure un esquema de red TN-C-S en el tablero de conexión de red.
Complete el esquema de la hoja de trabajo de tal manera que se obtenga una red TN-C-S.
Mida todas las tensiones en la red TN-C-S utilizando un aparato de medición apropiado.
Incluya los valores medidos en la tabla.
Evalúe los resultados de la medición.
¿Cuándo se utiliza una red TN-C-S?




Material didáctico y medios de trabajo
Libros de texto técnicos, tablas con datos técnicos
Instrucciones de utilización
Hojas de datos
Internet
Cuadro general de equipos
Cantidad
Componente
1
Unidad de alimentación de red
1
Punto de toma de un edificio:
1
Aparato de medición apropiado (por ejemplo, medidor múltiple)
2
Cables de laboratorio de seguridad
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9
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
a) Complete el esquema tal manera que se obtenga una red TN-C-S.
Denomine cada una de las líneas.
M
3
b) Incluya en el siguiente esquema el circuito de defecto en caso de un cortocircuito conductor-masa.
L1
L2
L3
N
PEN
RB
10
PE
RA
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
c)
Configuración del circuito de medición
L1
L1
L1
L2
L2
L3
L3
N
N
PE/PEN
PE/PEN
L1
L2
L2
5
L3
L3
L
N
PE
L1
L2
L3
N
PE
N
PE
PE
L1
L2
L3
N
PE
kWh
Probe
4
VCC
VCC
VCC
20m
N
1,5Ω
GND
GND
1,5Ω
PE
47Ω
470Ω
1kΩ
2,7kΩ
GND
UL= 50
TEST
ZERO
F1
MEMORY
F2
F3
N PE L
L-N
V
battery test
V
TEST
F4
Hz
Ejecución de la medición. Medición de tensión y frecuencia
1. Coloque el selector giratorio en la posición V.
2.
Para realizar esta medición, utilice todas las conexiones (roja, azul y verde).
Utilice cables de seguridad de laboratorio.
• La indicación primaria (superior) indica la tensión alterna.
• La indicación secundaria (inferior) muestra la frecuencia de la red eléctrica.
• Pulse F1 para cambiar la indicación de tensión a L-PE, L-N y N-PE.
•
Cambie las conexiones de los cables de seguridad de laboratorio para realizar
las mediciones exigidas en este caso.
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11
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
d) Mida las tensiones en la red TN-C-S.
¡Atención!
Al efectuar las mediciones se trabaja con la tensión de la red.
Conecte todos los cables antes de conectar la alimentación de la red.
Conductor
Valores normalizados
Valores de medición
L1 – L2
L2 – L3
L1 – N
L2 – N
L3 – N
L1 – PE
L2 – PE
L3 – PE
Tensiones en la red TN-C-S
e) Evalúe los resultados de la medición.
12
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
f)
¿Qué debe tenerse en cuenta en la práctica al utilizar una red TN-C-S?
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13
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
3. Red TT
Tareas a resolver
Configure un esquema de red TT en el tablero de conexión de red.
Complete el esquema de la hoja de trabajo de tal manera que se obtenga una red TT.
Mida todas las tensiones en la red TT utilizando un aparato de medición apropiado.
Incluya los valores medidos en la tabla.
Evalúe los resultados de la medición.
¿Cuándo se utiliza una red TT?
¿Por qué es obligatorio el uso de un disyuntor (RCD, protección frente a corriente de defecto)
en una red TT?
8. Analice la relación entre la tensión de contacto, resistencia de conexión a tierra y corriente de defecto.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.




Material didáctico y medios de trabajo
Libros de texto técnicos, tablas con datos técnicos
Instrucciones de utilización
Hojas de datos
Internet
Cuadro general de equipos
14
Cantidad
Componente
1
Unidad de alimentación de red
1
Punto de toma de un edificio:
1
Aparato de medición apropiado (por ejemplo, medidor múltiple)
2
Cables de laboratorio de seguridad
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
Información
¡En una red TT es obligatorio el uso de un disyuntor (RCD, protección frente a corriente de defecto)!
L1
L2
L3
N
RCD
RCD
RCD
L1
L2
L3
N
PE
M
RB
RA
RA
RA
Conexión de las unidades consumidoras a través de interruptores RCD en una red TT
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
a) Complete el esquema tal manera que se obtenga una red TT.
Denomine cada una de las líneas.
M
3
b) Configuración del circuito de medición
L1
L1
L1
L1
L2
L2
L2
L3
L3
N
N
PE/PEN
PE/PEN
L2
5
L3
L3
L
N
PE
L1
L2
L3
N
PE
N
PE
PE
L1
L2
L3
N
PE
kWh
Probe
4
VCC
VCC
VCC
20m
N
1,5Ω
GND
GND
1,5Ω
PE
ZERO
F1
MEMORY
F2
select Var
300 500 mA
N PE L
1000
L-NL-PEN-PE
RCD
RLO RE RISO ΔT IΔ
TEST
mS
VAC
mA
MΩ
F4
16
x1/2x1x5
AUTO
ZRZLZS ZERO
recall
0
S
battery test
!
IKRE
UN
clear
UF
PSC
180°
PEFC IK
1000
RE
2500 VOLTS
~
TEST
470Ω
1kΩ
2,7kΩ
GND
ZL UL= 50
store
F3
47Ω
memory recall
+
V
VDC
VAC
kDΩ
Hz
Nombre: __________________________________ Fecha: ____________
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
Ejecución de la medición. Medición de tensión y frecuencia
1. Coloque el selector giratorio en la posición V.
2.
Para realizar esta medición, utilice las conexiones L (roja) y N (azul).
Utilice cables de seguridad de laboratorio.
• La indicación primaria (superior) indica la tensión alterna.
• La indicación secundaria (inferior) muestra la frecuencia de la red eléctrica.
• Pulse F1 para cambiar la indicación de tensión a L-PE, L-N y N-PE.
•
c)
Cambie las conexiones de los cables de seguridad de laboratorio para realizar
las mediciones exigidas en este caso.
Mida las tensiones en la red TT.
¡Atención!
Al efectuar las mediciones se trabaja con la tensión de la red.
Conecte todos los cables antes de conectar la alimentación de la red.
Conductor
Valores normalizados
Valores de medición
L1 – L2
L2 – L3
L3 – L1
L1 – N
L2 – N
L3 – N
Tensiones en la red TT
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Nombre: __________________________________ Fecha: ____________
17
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
d) Evalúe los resultados de la medición.
e) ¿Qué debe tenerse en cuenta en la práctica al utilizar una red TT?
f)
18
¿Por qué es obligatorio el uso de un disyuntor (RCD, protección frente a corriente de defecto)
en una red TT?
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
g) En la siguiente tabla se muestran los resultados de la medición de la corriente defecto correspondiente
a diversos valores de la resistencia de conexión a tierra.
Recurriendo a los valores, calcule las tensiones de contacto.
Resistencia de conexión a
tierra
Corriente de defecto
1 k
0,21 A
400 
0,48 A
200 
0,82 A
100 
1,42 A
40 
2,15 A
20 
2,5 A
Tensión de contacto
h) Evalúe los resultados de la medición.
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19
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
4. Red IT
Tareas a resolver
1. Complete el esquema de la hoja de trabajo de tal manera que se obtenga una red IT.
2. Configure un esquema de red IT utilizando el borne de conexión a la red y el borne de red aislada de
tierra .
3. Utilizando el polímetro, mida las tensiones en el circuito IT y apunte los resultados en la tabla.
4. Evalúe los resultados de la medición.
5. La denominación del transformador utilizado en el tablero IT es Dyn 5. Explique esta denominación.
6. ¿Cuándo y dónde se utiliza una red IT?
7. ¿Por qué es obligatorio el uso de un sistema de control de aislamiento en una red IT?
8. Describa el funcionamiento del equipo de control permanente de aislamiento.
9. Ponga en funcionamiento la red IT. Ajuste en el equipo de control del aislamiento un valor de respuesta
de aproximadamente 60 k. Establezca una conexión a tierra a través del potenciómetro (500 k) y
ajuste diversas resistencias (500 k, 200 k, 100 k, 50 k) con el ohmniómetro. Describa cómo
reacciona el equipo de control del aislamiento.
10. Para la desconexión en la red IT se utilizan dos RCD (30 mA, 300 mA).
Amplíe la red IT agregando las dos placas RCD. Utilizando el potenciómetro (500 k), simule en el RCD
de 300 mA una conexión a tierra desde L1 hacia PE (fallo 1). Reponga la señal acústica y simule detrás
del RCD de 30 mA una conexión a tierra desde L2 hacia PE (fallo 2). Describa cómo reacciona el equipo
de control del aislamiento.
11. Considerando la norma IEC, ¿qué debe tenerse en cuenta al controlar una red IT?




Material didáctico y medios de trabajo
Libros de texto técnicos, tablas con datos técnicos
Instrucciones de utilización
Hojas de datos
Internet
Cuadro general de equipos
20
Cantidad
Componente
1
Unidad de alimentación de red
1
Red IT
1
Placa RCD (300 mA, 30 mA)
1
Aparato de medición apropiado (por ejemplo, medidor múltiple)
2
Cables de laboratorio de seguridad
Nombre: __________________________________ Fecha: ____________
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
¡Atención!
La red IT no tiene conexión entre los conductores activos y las partes conectadas a tierra.
Los cuerpos de los equipos eléctricos están conectados a tierra.
En una red IT es obligatorio el uso de un sistema de control de aislamiento.
a) Complete el esquema de la hoja de trabajo de tal manera que se obtenga una red IT.
Denomine cada una de las líneas.
Z<
M
3
Z: Impedancia
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21
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
b) Configure un esquema de red IT utilizando el tablero de conexión a la red y el borne de red aislada de
tierra.
L1
L1
L1
L1
L2
L2
L2
L3
L3
L2
ON AL
Test
L3
RAL
L3
Reset
N
N
5
4
PE/PEN
PE
N
VCC
L1
L2
L3
VCC
VCC
10kW
500kW
+
N
1,5W
1,5Ω
GND
GND
GND
PE
1,5W
ZERO
F1
MEMORY
F2
select Var
300 500 mA
N PE L
1000
L-NL-PEN-PE
RCD
RLO RE RISO ΔT IΔ
ZL UL= 50
mS
VAC
mA
MΩ
store
TEST
F3
F4
x1/2x1x5
AUTO
ZRZLZS ZERO
recall
0
S
battery test
!
IKRE
UN
clear
UF
PSC
180°
PEFC IK
1000
RE
2500 VOLTS
~
TEST
memory recall
+
V
VDC
VAC
kDΩ
Hz
Ejecución de la medición. Medición de tensión y frecuencia
1. Coloque el selector giratorio en la posición V.
2.
Para realizar esta medición, utilice todas las conexiones (roja, azul y verde).
Utilice cables de seguridad de laboratorio.
• La indicación primaria (superior) indica la tensión alterna.
• La indicación secundaria (inferior) muestra la frecuencia de la red eléctrica.
• Pulse F1 para cambiar la indicación de tensión a L-PE, L-N y N-PE.
•
22
Cambie las conexiones de los cables de seguridad de laboratorio para realizar
las mediciones exigidas en este caso.
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
c)
Utilizando el polímetro, mida las tensiones en el circuito IT y apunte los resultados en la tabla.
¡Atención!
Al efectuar las mediciones se trabaja con la tensión de la red.
Conecte todos los cables antes de conectar la alimentación de la red.
Conductor
Valores normalizados
Valores de medición
L1 – L2
L2 – L3
L3 – L1
L1 – N
L2 – N
L3 – N
L1 – PE
L2 – PE
L3 – PE
Tensiones en la red IT
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23
Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
d) Evalúe los resultados de la medición.
e) La denominación del transformador utilizado en el tablero para la red aislada de tierra (IT) es Dyn 5.
Explique esta denominación.
f)
24
¿Cuándo y dónde se utiliza una red IT?
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
g) ¿Por qué es obligatorio el uso de un sistema de control de aislamiento en una red IT?
h) Describa el funcionamiento del equipo de control permanente de aislamiento.
Equipo de control permanente de aislamiento
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
26
i)
Funcionamiento del equipo de control del aislamiento.
j)
Reacción de la red IT con fallo 1 y con fallo 2
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
k) Considerando la norma IEC, ¿qué debe tenerse en cuenta al controlar por primera vez una red IT?
Importante
Disposiciones contenidas en la norma IEC sobre control de aislamiento:
• IEC 60364-1: Protección contra contacto indirecto, con desconexión y notificación
• IEC 60364-7-710: Seguridad eléctrica en espacios de uso médico
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Nombre: __________________________________ Fecha: ____________
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Ejercicio 1 – Mediciones en sistemas de red
28
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