Download instalación de sistemas electricos de fuerza y alumbrado

INSTALACIÓN DE SISTEMAS ELECTRICOS DE
FUERZA Y ALUMBRADO ~ ISFA-00
Objetivo General de la Carrera:
P.T. y P.T–B en Electromecánica industrial.
Realizar servicios de instalación, operación, diagnóstico y mantenimiento
de máquinas, equipos y sistemas electromecánicos,
aplicando las normas técnicas vigentes y estándares de calidad.
Objetivo del Módulo:
El módulo de Instalación de sistemas eléctricos de fuerza y
alumbrado corresponde al núcleo de formación profesional, es de tipo específico y se imparte en el
tercer semestre de la carrera de Profesional Técnico y Profesional Técnico-Bachiller en
Electromecánica industrial. Tiene como finalidad, que el alumno realice la instalación eléctrica de los
sistemas de fuerza y alumbrado, aplicando las técnicas de instalación y medidas de seguridad.
El presente módulo está conformado por tres unidades de aprendizaje. La primera unidad aborda la
identificación de los elementos del sistema eléctrico; la segunda unidad considera la selección de los
elementos del sistema eléctrico; y finalmente, en la tercera unidad la instalación de los elementos del
sistema eléctrico.
La contribución del módulo al perfil de egreso de las carreras en las que está considerado, incluye el
desarrollo de competencias para realizar instalaciones eléctricas de fuerza y alumbrado aplicando
normas y técnicas establecidas que le permitan la intervención.
P.S.P. Martín Caballero Tovar Electromecánica - Julio'2011
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Competencias a desarrollar
•
•
•
•
•
•
•
Se autodetermina y cuida de si.
Se expresa y comunica.
Piensa crítica y reflexivamente.
Aprende de forma autónoma.
Trabaja en forma colaborativa.
Participa con responsabilidad en la sociedad.
Es tolerante y respeta a sus compañeros.
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Mapa del módulo
Instalación de sistemas eléctricos de fuerza y alumbrado. 144 horas
1. Identificación de los componentes del sistema eléctrico. 20 horas
1.1 Identifica las cargas eléctricas de los sistemas eléctricos, de acuerdo con los
estándares. 10 horas
1.2 Identifica los componentes de los sistemas eléctricos de fuerza y alumbrado de
acuerdo al proyecto. 10 horas
2. Cálculo y selección de los elementos del sistema eléctrico. 64 horas
2.1 Calcula y selecciona los elementos de fuerza de los sistemas eléctricos de acuerdo
con las normas mexicanas. 45 horas
2.2 Calcula y selecciona los elementos de alumbrado de los sistemas eléctricos de
acuerdo con las normas mexicanas. 19 horas
3. Instalación de los elementos del sistema eléctrico. 60 horas
3.1 Instala canalizaciones, conductores, luminarias y accesorios de acuerdo al proyecto.
50 horas
3.2 Verifica el funcionamiento del sistema eléctrico de acuerdo a la norma. 10 horas
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ANTECEDENTES DEL CONOCIMIENTO
“Saber”
 Fundamentos de electricidad
 Ley de Ohm
 Ley de Faraday
 Energía Eléctrica
 Magnetismo
 Conductores Eléctricos
 Manejo de herramientas eléctricas
 Matemáticas Básicas
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NOM
NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-029-STPS-2005, MANTENIMIENTO DE LAS
INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN LOS CENTROS DE TRABAJO-CONDICIONES
DE SEGURIDAD.
Para la correcta aplicación e interpretación de esta Norma Oficial Mexicana
deben consultarse y aplicarse las siguientes normas oficiales mexicanas
vigentes o las que las sustituyan:
NOM-017-STPS-2001 Equipo de protección personal-Selección, uso y manejo
en los centros de trabajo.
NOM-026-STPS-1998 Colores y señales de seguridad e higiene, e
identificación de riesgos por fluidos conducidos en tuberías.
NOM-001-SEDE-1999 Instalaciones eléctricas (utilización).
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La tensión eléctrica nominal de un sistema es el valor cercano al nivel de tensión al
cual opera normalmente el sistema. Debido a contingencias de operación, el sistema
opera a niveles de tensión del orden de ±10% de la tensión eléctrica nominal del
sistema para la cual los componentes del sistema están diseñados.
Tensión eléctrica nominal de utilización. Es el valor para determinados equipos de utilización del sistema eléctrico.
Los valores de tensión eléctrica de utilización son:
En baja tensión: 115/230 V; 208/120 V; 460Y/265 y 460 V; como valores preferentes.
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Conductores. Los conductores normalmente utilizados para transportar corriente
eléctrica deben ser de cobre, a no ser que en esta norma, se indique otra cosa. Si no
se especifica el material del conductor, el material y las secciones transversales que se
indiquen en esta norma se deben aplicar como si fueran conductores de cobre. Si se
utilizan otros materiales, los tamaños nominales deben cambiarse conforme a su
equivalente en cobre.
¿Por qué el cobre es tan utilizado en sistemas eléctricos?
La principal razón para utilizar el cobre es su excelente conductividad eléctrica o, en
otras palabras, su baja resistencia eléctrica. La resistencia es indeseable, pues
produce pérdidas de calor cuando el flujo eléctrico circula a través del material.
El cobre tiene la resistencia eléctrica más baja de todos los metales no preciosos.
Los llamados superconductores son materiales especiales que tienen, en
ciertas circunstancias específicas, una conductividad eléctrica casi perfecta.
Algunos de los materiales superconductores son aleaciones de cobre. Los
superconductores deben ser operados a muy bajas temperaturas
(temperaturas inferiores a - 200º C para algunos materiales) y eso es muy difícil
desde el punto de vista práctico en un gran sistema.
Aparte de los superconductores, cuatro metales sobresalen por su gran
conductividad: la plata, el oro, el cobre y el aluminio. Debido a que la plata y el
oro son demasiado costosos, el cobre y el aluminio son los principales
candidatos. Otros metales tienen mucha mayor resistencia, por lo que son
menos pertinentes.
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Partes que componen los conductores eléctricos
Estas son tres muy diferenciadas:
• El alma o elemento conductor.
• El aislamiento.
• Las cubiertas protectoras
Alma conductora
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Aislante Cubierta protectora
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El alma o elemento conductor
Se fabrica en cobre y su objetivo es servir de camino a la energía eléctrica desde las centrales
generadoras a los centros de distribución (subestaciones, redes y empalmes), para alimentar a los
diferentes centros de consumo (industriales, grupos habitacionales, etc.).
De la forma cómo esté constituida esta alma depende la clasificación de los conductores eléctricos. Así
tenemos:
• Según su constitución
Alambre: Conductor eléctrico cuya alma conductora está formada por un solo elemento o hilo conductor.
Se emplea en líneas aéreas, como conductor desnudo o aislado, en instalaciones eléctricas a la
intemperie, en ductos o directamente sobre aisladores.
Cable: Conductor eléctrico cuya alma conductora está formada por una serie de hilos conductores o
alambres de baja sección, lo que le otorga una gran flexibilidad.
• Según el número de conductores
Monoconductor: Conductor eléctrico con una sola alma conductora, con aislación y con o sin cubierta
protectora.
Multiconductor: Conductor de dos o más almas conductoras aisladas entre sí, envueltas cada una por su
respectiva capa de aislación y con una o más cubiertas protectoras comunes.
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AWG
Diámetro
(in)
Resistencia
Eléctrica
en Cobre
Área
(mm)
(kcmil)
211.6
167.8
133.1
105.5
83.69
66.37
52.63
41.74
33.10
26.25
(mm²)
0000(4/0)
000(3/0)
00(2/0)
0(1/0)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
0.4600
0.4096
0.3648
0.3249
0.2893
0.2576
0.2294
0.2043
0.1819
0.1620
0.1443
0.1285
0.1144
0.1019
0.0907
0.0808
0.0720
0.0641
0.0571
0.0508
0.0453
0.0403
0.0359
0.0320
0.0285
0.0253
0.0226
11.68
10.40
9.266
8.251
7.348
6.544
5.827
5.189
4.621
4.115
3.665
3.264
2.906
2.588
2.305
2.053
1.828
1.628
1.450
1.291
1.150
1.02362
0.9116
0.8128
0.7229
0.6438
0.5733
24
0.0201
0.5106
0.205
84.219
25
0.0179
0.4547
0.162
106.201
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107
85
67.4
53.5
42.4
33.6
26.7
21.2
16.8
13.3
10.5
8.37
6.63
5.26
4.17
3.31
2.62
2.08
1.65
1.31
1.04
0.823
0.653
0.518
0.410
0.326
0.258
(Ω/1 km)
~0.3281
3.2772
4.1339
5.210
6.572
8.284
10.45
13.18
16.614
20.948
26.414
33.301
41.995
52.953
66.798
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Conductores de cobre desnudos
Estos son alambres o cables y son utilizados para:
. Líneas aéreas de redes urbanas y suburbanas.
. Tendidos aéreos de alta tensión a la intemperie.
. Líneas aéreas de contacto para ferrocarriles y trolley-buses.
PATRÓN AMERICANO A.W.G.:
Este patrón conocido como A.W.
G.(American Wire Gage), es el que se
emplea con mayor frecuencia en
América, ya que los números del
patrón métrico corresponden a las
dimensiones que no se fabrican en
Estados Unidos.
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TABLA 2
CONDICIONES DE USO DE LSO CONDUCTORES AISLADOS CON SECCIONES AWG
(Fabricados según Normas UL ó IPCEA)
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Daños que genera el mal dimensionamiento y mal uso de los
conductores en una instalación eléctrica
•Cortes de suministro.
•Riesgos de incendios.
•Pérdidas de energía.
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Corriente alterna
La corriente eléctrica es el movimiento de electrones libres a lo largo de un conductor que está
conectado a un circuito en el cual existe una diferencia de potencial.
En tanto exista una diferencia de potencial, fluirá corriente, cuando la diferencia de potencial no varía, la
corriente fluirá en una sola dirección, por lo que se le llama corriente continua o directa (C.C. o C.D.).
El otro tipo de corriente que existe se llama corriente alterna (C.A.) ya que cambia constantemente de
dirección, tal como se indica en la ilustración a la izquierda. La corriente en todo circuito fluye del terminal
negativo hacia el positivo, por lo mismo, para que haya flujo de corriente alterna la polaridad debe de
cambiar su dirección. A las fuentes con estas características se les llama fuentes de corriente alterna. A
los circuitos que trabajan con este tipo de corriente se les llama circuitos de C.A., a la potencia que
consumen potencia de C.A.
LA POTENCIA ELÉCTRICA:
Bien, cuando se conduce la energía eléctrica, una parte se convierte en calor en los cables
de transmisión, la pérdida en forma de calor es directamente proporcional a la resistencia y
al cuadrado de la corriente, veamos la fórmula para la pérdida de potencia: P = I2R (I al
cuadrado). Se puede reducir las pérdidas en forma de calor si se reduce la corriente o la
resistencia del conductor, o ambas. Pero la resistencia tiene menos efecto en la pérdida(de
potencia) que la corriente, dado que la corriente está elevada al cuadrado.
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Lámparas fluorescentes
Las lámparas fluorescentes contienen gas argón y vapor de mercurio. No cabe duda de la
popularidad que han adquirido las lámparas fluorescentes, en todo tipo de establecimiento
donde se requiera de iluminación con un costo bajo y generación de calor también mínimo.
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HABILIDADES Y DESTREZAS
DESARROLLADAS – “Saber ser”
 Contenido actitudinal de la competencia global.
 Construcción y prueba del transformador (Funcionamiento)
 Mantenimiento a transformadores eléctricos de fuerza
•
•
•
•
•
EVALUACIÓN
Rúbrica (P) - Estrategia de evaluación de niveles de desempeño para el docente.
Rúbrica (A) - Instrumento para que autoevalúen sus propias realizaciones.
Evalúan los contenidos: saber, saber hacer y saber ser. (Evaluación Continua).
Se evalúa: Tecnológico, Cognitivo, Actitudinal, Comunicativo y Manejo Información.
Manejo Competencias: Genéricas – Disciplinares – Profesionales.
RETROALIMENTACIÓN
CONCLUSIONES:
La construcción de un transformador versátil permite modificar la tensión de la
corriente eléctrica, la cual genera un campo magnético variable que se puede
aprovechar para demostrar los principios del electroimán, la conversión de la energía y
la rectificación de la corriente.
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