ACCESORIOS Y ARTEFACTOS UTILIZADOS EN LAS INSTALACIONES ELÉCTRICAS

1. INTRODUCCIÓN

El uso de la energía eléctrica se ha generalizado al máximo en la aplicación de la iluminación y de innumerables elementos de uso doméstico en la vivienda.El reconocimiento de aparatos eléctricos, como tal, es fácil y consiste en identificar los aparatos y algunos usos. Se entiende que para una instalación eléctrica se necesita conjunto integrado por canalizaciones, estructuras, conductores, accesorios y dispositivos que permiten el suministro de energía eléctrica desde las centrales generadoras hasta el centro de consumo, para alimentar a las máquinas, aparatos que la demanden para su funcionamiento. Para que una instalación eléctrica sea considerada como segura, eficiente se requiere que los productos empleados en ella estén aprobados por las autoridades competentes.

2.-OBJETIVOS

2.1.-OBJETIVO GENERAL

Conocer la mayoría de aparatos y artefactos eléctricos, usos adecuados.

2.2.-OBJETIVOS ESPECIFICOS

Reconocer Aparatos de Maniobra Reconocer Aparatos de conexión

Aparatos de protección3. ESPECIFICACIONES

3.1CANALIZACIONES ELÉCTRICAS

Se entiende por canalización eléctrica el dispositivo empleado en las instalaciones eléctricas para contener a los conductores, de manera que queden protegidos contra deterioro mecánico y contaminación, además protegen a la instalación contraincendios producidos por arcos eléctricos que se presentan en condiciones de cortocircuito.

Las canalizaciones más comunes en las instalaciones eléctricas son:

A.1. Los tubos conduit.

El tubo conduit es un tipo de tubo (de metal o plástico) usado para contener y proteger los conductores eléctricos empleados en las instalaciones. Los tubos conduit metálicos pueden ser de aluminio, acero, o aleaciones especiales, los tubos de plástico a su vez se fabrican en los tipos rígido, intermedio y flexible, distinguiéndose uno del otro por el espesor de la pared interior del mismo.

A.2. Las canaletas.

Las canaletas son otro medio de canalización de conductores eléctricos y se usan sólo en instalaciones eléctricas visibles debido a que no pueden ir directamente embebidas en la pared o dentro de losas de concreto. Se fabrican de canales de lámina de acero, plásticos de sección cuadrada o rectangular con tapas atornillables o ajustables. Los conductores se alojan dentro de las canaletas en forma similar a los tubos conduit y se pueden usar para circuitos alimentadores y circuitos ramales.

Las canaletas poseen varías ventajas en comparación a los tubos conduit debido a que brindan mayor espacio para alojar los conductores y son más fáciles de alambrar; esto en sistemas menores de distribución en donde por una misma canaleta se pueden tener circuitos múltiples.

A.3. Las bandejas porta cables

La bandeja porta cables es simplemente una estructura tipo puente que lleva cables eléctricos y de datos durante todo un proyecto. La bandeja porta cables está disponible en una gran variedad de materiales y con diseños finales correspondientes a la ubicación, carga y requisitos estéticos. Usando bandejas porta cables, todos los tipos de cableado pueden ser instalados en una forma eficiente, manejable y cómoda.

El diseño depende de muchos factores, incluyendo la naturaleza de los cables a ser instalados, condiciones del lugar, y estética. Algunas opciones de bandejas son:

• Escalera.- Usada en aplicaciones con espacios intermedios a lo largo del soporte.

• Ducto Perforado.- Características de la parte inferior ventilada. Usado en aplicaciones en las que se genera calor moderado.

• Ducto Sólido.- Típicamente usada en lugares que se genera poco calor, como proyectos de telecomunicaciones y eléctricos.

• Bandejas de Aluminio.- Para aplicaciones de trabajo ligero donde se requiere instalaciones rápidas.

• Malla de cable.- Para voltaje bajo, telecomunicación, y cables de fibra óptica soportados en cortos espacios.

3.2 TABLEROS DE DISTRIBUCIÓN

Los tableros de distribución representan el centro nervioso de las instalaciones eléctricas y contienen los dispositivos de protección contra sobre-corriente que protegen a los componentes de sobrecarga o cortocircuito.

Toda instalación debe disponer al menos de un tablero de distribución con sus respectivas protecciones automáticas en serie con cada uno de los circuitos en que se subdivide la instalación; estos tableros de distribución deben estar localizados en lugares accesibles o mejor aún en un lugar central de la vivienda y los cuales sean controlados desde el interior

Todo tablero debe proteger cada una de las líneas vivas, la protección no debe ser de mayor capacidad que la máxima corriente conducida por una línea en su punto de menor calibre. Estos tableros deben quedar incrustados en la pared y protegidos por medio de una caja metálica bien construida y debidamente cerrada.

3.2 CAJAS ELÉCTRICAS O DE EMPALMES

Las cajas eléctricas o de empalme se describen como la terminación que permite acumular las llegadas a los distintos tubos conduit, conductores o tubos metálicos con el propósito de empalmar conductores y proporcionar salidas para tomacorrientes, interruptores, lámparas y luminarias en general. Presenta en sus caras, orificios parcialmente punteados o sea que se pueden desprender muy fácilmente por un golpe

Una vez desprendidos estos orificios, se introducen los extremos de la tubería según convenga. Las uniones de los tubos conduit con las cajas se hacen con los accesorios respectivos, a no ser que se trate de cajas especiales que traen orificios internos roscados para recibir directamente los tubos conduit.

Estas cajas también tienen perforaciones para fijarlas a los muros y pequeños bordes doblados en los que hay orificios con rosca interior para recibir los tornillos que sujetan los accesorios. Las cajas de empalme están construidas normalmente de lámina metálica, aunque actualmente se están fabricando de plástico. Básicamente la selección de una caja de empalme depende de lo siguiente:

El número de conductores que entran. El tipo y número de dispositivos que se conectan a la caja. El método de alambrado a usar

Algunos de los tipos de cajas eléctricas o de empalme empleadas comúnmente son: cajas rectangulares, cajas octogonales, cajas cuadradas.

Todos los conductores que se alojen en una caja eléctrica, incluyendo los aislamientos, empalmes y curvaturas que se hagan en su interior, no deben ocupar más del 60% del espacio interior de la caja o del espacio libre que dejen los dispositivos o accesorios que se instalen en ella.

Las cajas y accesorios se instalan a ras de la superficie acabada o al sobresalir de está. En paredes o techos de concreto, ladrillo u otros materiales incombustibles, las cajas o accesorios pueden

quedar embebidas a una distancia pequeña con respecto a la superficie de la pared o techo, además deben fijarse rígidamente sobre la superficie o deben estar empotradas en cualquier material de construcción de manera segura. Deben tener una profundidad interior de por lo menos 35mm, excepto en algunos casos donde la estructura de la edificación no lo permita, en este caso la profundidad de la caja debe ser de 13 mm o mayor

Todas las cajas de salida deben estar provistas de una tapa, las metálicas deben ser de un espesor no menor que el de las paredes de las cajas, pudiendo estar recubiertas por un material aislante sólidamente adherido con un espesor no menor de 0.8 mm.

3.3 Aparatos de conexión

Efectúan la unión de los artefactos o receptores de energía eléctrica. Pertenecen a esta clasificación los enchufes hembra, enchufe macho, portalámparas y bases para tubos fluorescentes.

a) Enchufe hembra: Es el punto en el que se toma la energía para artefactos o receptores portátiles. Está constituido por dos o tres terminales metálicos en los que se conecta la línea de alimentación y un soporte aislante. Los hay para instalaciones embutidas, sobrepuestas y volantes, estos últimos utilizados para construir extensiones o alargadores. El parámetro más importante de considerar para la adquisición de estos componentes es su capacidad de corriente.

b) Enchufe macho: Es el medio por el cual el cordón o línea de alimentación de un artefacto se conecta a la red de energía eléctrica. Se fabrican con dos o tres clavijas en un soporte plástico que permite su manipulación sin

riesgos para el usuario. Al elegirlo, debe considerarse el valor de corriente que circula por él.

c) Portalámparas: Son el soporte y a la vez el medio de conexión de la lámpara con la red de energía. Están formados por un casquillo roscado que sirve de sujeción y lleva un contacto que une uno de los extremos del filamento. En el fondo del casquillo se halla aislado el segundo contacto, que conecta con el otro extremo del filamento cuando la lámpara está roscada a fondo.

d) LOS TOMACORRIENTESEstos accesorios como su nombre lo indica, son diseñados para obtener la energía necesaria requerida por los diferentes aparatos que se utilizan en el hogar.El principio básico de los tomacorrientes es el de un par de contactos metálicos cada uno conectado a uno de los hilos o conductores de un circuito que suministra alimentación y energiza a los aparatos por medio de clavijas que al entrar en contacto con el primer par cierran el circuito y hace que circule corriente eléctrica a través de ellos. Entre los tipos más comunes de tomacorrientes están: sencillo, doble, triple, toma trifilar

En el comercio se pueden encontrar como base inclinada, base recta y portalámpara volante, los más utilizados. Existe también una gran variedad para otros tipos de lámparas, como las halógenas y de descarga en gases.

3.4 Aparatos de maniobra

A. LOS INTERRUPTORES

Estos accesorios sirven para abrir y cerrar circuitos. Se conocen con el nombre de switches. De los diversos componentes que puede tener una instalación eléctrica, los interruptores representan un elemento importante, ya que tienen la función de conectar conductores, componentes o un arreglo de estos; de manera que la corriente eléctrica pueda circular de un lado a otro o bien, para interrumpir el flujo de esta corriente. Entre los tipos más comunes de interruptores se encuentran:

1. Interruptor sencillo:

Posee dos terminales, pero debe su nombre a que interrumpen una sola línea viva, es decir, siempre se deben conectar en serie con la línea viva o fase y nunca en paralelo con las dos líneas. Estos interruptores son muy conocidos, generalmente se utilizan en instalaciones residenciales para manejar el alumbrado de lámparas incandescentes o fluorescentes, su convención es S1.

2. Interruptores dobles y triples:

Éstos se utilizan para interrumpir dos o tres líneas vivas en forma simultánea, por esta razón su campo de aplicación está más orientado en aplicaciones especiales en la industria. Su convención es S2 y S3 respectivamente.

3. Interruptores conmutables:

Estos interruptores se utilizan principalmente cuando se quiere controlar una lámpara o grupo de lámparas desde dos puntos diferentes. Es muy utilizado en comedores, escaleras, sótanos, etc. Su convención es SC.

B. INTERRUPTOR MAGNETOTERMICO

Es un aparato utilizado para la protección de los circuitos eléctricos, contra cortocircuitos y sobrecargas, en sustitución de los fusibles. Tienen la ventaja frente a los fusibles de que no hay que reponerlos. Cuando desconectan el circuito debido a una sobrecarga o un cortocircuito, se rearman de nuevo y siguen funcionando.

Su funcionamiento se basa en un elemento térmico, formado por una lámina bimetálica que se deforma al pasar por la misma una corriente durante cierto tiempo, para cuyas magnitudes está dimensionado (sobrecarga) y un elemento magnético, formado por una bobina cuyo núcleo atrae un elemento que abre el circuito al pasar por dicha bobina una corriente de valor definido (cortocircuito)

3.5 Aparatos de protección

Son dispositivos encargados de desenergizar un sistema, circuito o artefacto, cuando en ellos se alteran las condiciones normales de funcionamiento. Como su nombre lo indica, estos aparatos protegen las instalaciones para evitar daños mayores que redunden en pérdidas económicas. Algunos de ellos están diseñados para detectar fallas que podrían provocar daños a las personas. Cuando ocurre esta eventualidad, desconectan el circuito.

Entre una gran variedad de dispositivos de protección, los más utilizados son los “Interruptores Termomagnético” o “Disyuntores” y los “Interruptores o Protectores Diferenciales”.

a) Interruptor Termomagnético o Disyuntor

Es un dispositivo de protección provisto de un comando manual y cuya función consiste en desconectar automáticamente una instalación o un circuito mediante la acción de un elemento

bimetálico y un elemento electromagnético, cuando la corriente que circula por él excede un valor preestablecido en un tiempo dado.

La protección térmica está formada por un bimetal, dos láminas de material con distinto coeficiente de dilatación a la temperatura, rodeadas de un material resistivo. La protección magnética está formada por una bobina, un núcleo móvil y un juego de contactos para cerrar o interrumpir el circuito.

El principio de funcionamiento se basa en dos efectos que produce la corriente eléctrica al circular: el efecto térmico o calórico y el efecto magnético. El diseño de un disyuntor considera esos dos efectos para que, de acuerdo a un determinado valor de corriente, su funcionamiento sea normal, pero al excederse sea detectado por cualquiera de los dos mecanismos.

Un exceso de corriente producirá aumento de temperatura y, por consiguiente, dilatación del bimetal, el cual activará el dispositivo de desconexión. Del mismo modo, el aumento de corriente produce atracción del núcleo, el cual activará el dispositivo de desconexión. En ambos casos, el disyuntor cuenta con un sistema de enclavamiento mecánico o traba que impide la reconexión automática del dispositivo. Para restablecer el paso de energía debe eliminarse la causa que provocó el exceso de corriente, destrabar el mecanismo bajando la palanca manualmente y luego volviéndola a subir.

Las causas del exceso de corriente pueden ser una falla de cortocircuito, provocado por la unión de dos conductores activos a potencial diferente – como fase y neutro - , o la unión de un conductor activo que pase por la carcaza metálica de un artefacto conectado a tierra. Otra causa de exceso de corriente puede ser una sobrecarga, que consiste en un aumento de la potencia por exceso de artefactos o porque un artefacto tiene una instalación deficiente. Esta situación se produce frecuentemente al conectar estufas o calefactores eléctricos en circuitos de menor corriente nominal.Por sus características de operación, el elemento bimetálico del disyuntor actúa en forma lenta, por lo que se presta especialmente para la protección de sobrecargas; en cambio, el sistema magnético es de acción rápida y protege eficazmente del cortocircuito.

Variando las características de estos sistemas, se pueden obtener disyuntores de diversas velocidades de operación, lo que permitirá ubicarlos en diferentes partes de una instalación y, de este modo, optimizar la protección.

Los disyuntores se conectan en serie, en la fase, entre el punto de alimentación y los posibles puntos de falla, con el objeto de delimitar la falla en un área reducida. La protección que esté más próxima al punto de falla debe operar primero y si ésta, por cualquier motivo, no actúa dentro de su tiempo normal, la que sigue debe hacerlo. El ideal es que la falla sea despejada en el disyuntor más cercano. Si se consigue este objetivo, los cortes de energía son sectorizados y la detección de la falla se hace más fácil.

Al proyectar una instalación, entonces, deberán coordinarse las protecciones para conseguir selectividad en la operación. Por ejemplo, un disyuntor colocado en el empalme debe ser comparativamente más lento que uno ubicado en el tablero de distribución. Para lograr este efecto, se pueden estudiar las curvas tiempo-corriente de los disyuntores tipo B, C, D - K, Z y MA.

Por lo tanto, un disyuntor debe ser seleccionado por la capacidad de corriente que es capaz de soportar en condiciones normales y por la rapidez con que se desconectará ante una eventual falla.

b) Interruptor o Protector diferencialEs un dispositivo de protección diseñado para desenergizar un circuito cuando en él exista una falla a tierra. Opera cuando la suma vectorial de las corrientes a través de los conductores del circuito es mayor que un valor preestablecido.

Su principio de funcionamiento está basado en la ley de Kirchhoff que dice que la suma vectorial de las corrientes en un circuito (entrando o saliendo) es igual a cero. En condiciones normales de funcionamiento, estas corrientes suman

cero; al existir una falla a tierra que afecte a los conductores activos, por pequeña que sea, esta ley no se cumplirá.

La parte principal del dispositivo diferencial consta de un transformador de corriente de núcleo toroidal; esta forma de núcleo permite un mejor rendimiento del protector. Un devanado en el núcleo capta la corriente de diferencia y, por medio del electroimán, activa la apertura del circuito.

El protector diferencial protege fundamentalmente a las personas ante descargas eléctricas por problemas de aislación en conductores activos, descuidos al trabajar en circuitos energizados, fallas en aislaciones de máquinas y contactos accidentales.

La instalación de diferenciales se hace, principalmente, en circuitos de enchufe, desde donde se conectan pequeñas máquinas-herramientas y electrodomésticos. Si estos artefactos no se encuentran en óptimas condiciones de funcionamiento, el diferencial puede actuar sin que aparentemente exista falla.

La adquisición de este tipo de componentes debe considerar dos aspectos: la corriente nominal de trabajo y la sensibilidad nominal de operación. Normalmente se emplean protectores diferenciales de 30 miliampéres de sensibilidad y 25 ampéres de corriente nominal de trabajo. La operación normal de estos protectores se produce, en realidad, con corrientes de 22 miliampères en tiempos del orden de los 0,001 segundos.

Estos dispositivos cuentan con un botón que permite verificar el correcto funcionamiento del mecanismo de desconexión.

CONCLUSIONES y RECOMENDACIONES

Se logró identificar la mayoría de aparatos y artefactos eléctricos, usos adecuados. Reconocimos satisfactoriamente los siguientes aparatos: Aparatos de Maniobra Aparatos de conexión Aparatos de protección