MANUAL DE ELECTRICIDAD INDUSTRIAL (3 y 4 /10)

Tema 3) Redes eléctricas de distribución de la energía eléctrica, tipología y
estructuras de las redes
Tema 4) Dispositivos de medida

tema 3) Redes eléctricas de distribución de la energía eléctrica, tipología y
estructuras de las redes

tema 4) Dispositivos de medida

Para: Reglamentacion Lineas áereas Exteriores de BT | AEA ( Argentina) Enlace Aquí

  1. Redes eléctricas de distribución ………………………………………… 1
  2. Redes aéreas ………………………………………………………………………….. 2
    Redes con cables aislados trenzados …………………………………….. 2
    Estructura de la red …………………………………………………………………. 3
    Cajas de protección …………………………………………………………………. 4
  3. Tendido de redes aéreas con haz de cables trenzados ………………… 4
    Tendido sobre fachadas ……………………………………………………………… 5
    Derivación de una red trenzada …………………………………………………………. 6
    Redes principalmente en apoyos ……………………………………………………….. 6
    Líneas aéreas desnudas ……………………………………………………………… 7
    Postes ………………………………………………………………………….. 8
  4. Redes subterráneas ……………………………………………………………………. 10
    Variantes de líneas subterráneas ………………………………………………. 11
    Directamente enterrados …………………………………………………………….. 11
    Canalizaciones entubadas …………………………………………………………… 12
    Galerías subterráneas ………………………………………………………………. 13

para ver parte 1 (este Link) y parte 2 en (este Link)

REDES ELÉCTRICAS DE DISTRIBUCIÓN

Bajo reglamento ITC-BT (españa)

Las redes de distribución en baja tensión podrán ser:
• Aéreas (Ver ITC-BT 06)
• Subterráneas (Ver ITC-BT 07)
Las redes principales se construyen de sección uniforme a lo largo de todo el circuito.
En muy raras excepciones, como por ejemplo los ramales derivados, se construyen de forma telescópica; es decir, mayor sección al inicio y menor sección al final de la línea (también llamadas arborescente).

Linea telescopica

La sección uniforme permite alimentar una red indistintamente por un extremo o el otro, cosa que no puede hacerse cuando la sección es de forma telescópica; para poder alimentar una red por uno cualquiera de los extremos, es necesario que la red tenga forma radial.

RED DE DISTRIBUCIÓN RADIAL
C1 Y C2 ADMITEN ALIMENTACIÓN Y SALIDA EN DOBLE SENTIDO

Cuando las redes son muy largas se recomienda puntos de seccionamiento cada 250 m. Estos seccionadores permitirá aislar tramos para reparaciones, enganches o modificaciones del tendido, sin que afecte a toda la red.

Figura 3 LÍNEA AÉREA DE ALUMINIO TRENZADO CON UNA DERIVACIÓN SUBTERRÁNEA EN CABLE
MANGUERA DE COBRE

2. REDES AÉREAS

La Instrucción Técnica 06 del Reglamento de Baja Tensión está dedicado por completo a este tipo de redes, de esta instrucción y de las recomendaciones que hacen las Compañías Eléctricas Suministradoras se han sacados las partes que se detallana continuación.


Preferentemente se utiliza el cable trenzado en haz, con tensión de aislamiento noinferior a 0,6/1 KV. (600 a 1.000 V). En zonas menos pobladas, como las rulares se podrá autorizar el uso del cable desnudo, siempre que esté debidamente justificado. Se considera cable desnudo aquel que tenga un aislamiento inferior a 0,6/1 KV.

Los conductores trenzado preferentemente se utilizan de aluminio y deberán estar aislados para una tensión nominal superior a 1.000 voltios. Los conductores desnudos preferentemente serán de acero-aluminio, y deberán soportar una carga de ruptura mínima de 450 daN. Con una sección mínima de 16 mm2 para el aluminio y 10 mm2 para el cobre.

Redes con cables aislados trenzados


Se utilizarán conductores de 4 x 25, 4 x 50, 3 x 95/50 y 3 x 150/95 mm2 Cuando el porcentaje de apoyos es muy elevado, se utiliza cables trenzados con neutro autoportante para secciones inferiores a 95 mm y con fijador de acero para las secciones de 150 mm2.

Figura 4 NEUTRO PORTANTE Figura 5 CABLE CON FIJADOR

Estructura de la red

Desde los centros de transformación, salen las líneas principales de alimentación.
Desde estas líneas saldrán las derivaciones, en cuyos puntos se instalarán las cajas necesarias, convenientemente protegidos contra la intemperie, dentro de las cuales se colocarán los fusibles para protección de la derivación.

CADA DERIVACIÓN DE LA RED PRINCIPAL TIENE UN FUSIBLE DE PROTECCIÓN

Cajas de protección

Se distinguen seis tipos de cajas, según el uso a que se destinan:

  • Cajas de interconexión o seccionadora, destinada a la unión de dos redes primarias de dos centros de transformación. Llevan tres portafusibles de cuchilla tamaño 2, de 400 A y una pieza amovible para el neutro.
  • Caja de derivación, se utiliza siempre que exista un cambio de sección, los portafusibles serán de 160 A o de 250 A.
  • 1Caja de agrupamiento, para alimentar diversas derivaciones a grupos de viviendas. Entrada para conductor de aluminio de 25 mm2 y salidas para cobre de 10 mm2 Portafusibles tipo cápsula de 22 x 58 para 100 A y tamaño 14 x 15 para 40 A existiendo dos tipos: De bifurcación y de trifurcación.
  • 2Caja de agrupamiento para bifurcación, Estas cajas llevan cuatro bornes de entrada y ocho de salida con fusibles para proteger la sección del conductor de menor sección.
  • 3Caja de agrupamiento para trifurcación, permite la salida de tres
    conductores bipolares, las fases para un solo conductor, mientras que el
    neutro permitirá la conexión de tres conductores.

Caja de reparto, es la caja de la que parten los conductores que alimentan la caja general de protección de la vivienda. La caja no lleva cortacircuitos, pero sí, bornes de conexión amovibles, que permitan el paso de la red secundaria, de 4 a 10 mm2 de sección. Así mismo, deberá permitir el paso de la red secundaria, sin necesidad de cortar los conductores, este paso será con entrada y salida lateral.

La salida para la acometida se realizará por la parte inferior de la caja.

TENDIDO DE REDES AÉREAS CON HAZ DE CABLES TRENZADOS

Puede ser de dos formas:


Redes principalmente sobre fachadas.
Redes sobre apoyos

Tendido sobre fachas (líneas posadas)


En los casos que los conductores se fijen a las fachadas, el envolvente aislante será de la tensión nominal de 0,6/1 KV. Estos conductores tendrán la consideración decables posados sobre fachadaso muros mediante soportes roscados y con abrazaderas, que de ser metálicos estarán plastificados, de forma que los conductores queden distanciados de la pared 5 cm, siendo la distancia entre soportes de unos 50 cm, con las protecciones adecuadas en las esquinas y en los cambios de dirección, así como en salvación de obstáculos, como cruces con canalones, bajantes y otras redes como teléfonos, conducciones de gas, agua o adornos arquitectónicos. La altura mínima del suelo será de 2,5 m

Figura 7 HAZ DE CONDUCTORES POSADOS Figura 8 PASO DE OBSTÁCULOS Figura 9 PASO DE ESQUINA

En los espacios vacíos como el cruce de calles y otros vanos, la red tendrá la condición de conductor tensado, y se utilizará cables fiadores de acero galvanizado de 6 mm de diámetro aparente, que se anclará a través de herraje de fijación y tensor en uno de sus extremos. La altura mínima desde el suelo será de 4 m, salvo en el cruce con carreteras que será de 6 m

Derivación de una red trenzada.

Al estar los conductores trenzado, es necesario mirar bien las marcas (grabadas cada 50 cm) antes de pelar los conductores. Se utiliza cuñas de madera para separar el primer conductor una vez pelado se procede a hacer la primera conexión, acabada esta de trasladan las cuñas para separar el segundo conductor y así con los cuatro conductores, la derivación ofrecerá una vista similar a la de la figura 11.

Redes principalmente en apoyos

En estos casos la red estará tensada toda ella sobre el neutro portante o fiador, colocando sobre soportes de suspensión tipo oscilante y resistente a la intemperie y a los esfuerzos que ha de soportar en apoyos de alineación y con las pinzas de anclaje o retenciones preformadas necesarias en los apoyos de anclaje, ángulo o fin de línea.

Cuando los postes están formados por perfiles en forma de L (figura 13), al lado contrario del tiro se podrá siempre tirantes; de no hacerlo el poste podrías ceder y doblarse

Figura 13 POSTECILLO DE PERFIL L CON TIRANTE
Figura 14 DISTINTOS TIPOS DE FIADOR

En tramos rectos, sin cambios de dirección horizontal o vertical, el soporte del haz de cables se hace utilizando accesorios de suspensión como los que se muestran en las figuras 14.

Líneas aéreas desnudas

Estos tipos de redes se usan como una excepción en el medio rural siempre que las condiciones técnicas no aconsejen la instalación de cables trenzados. Estas líneas necesitan informes previos de instalación que justifiquen su uso. La distancia entre conductores dependerá de la separación entre postes, y están especificadas en la ITCBT 06 -3.2.2.
Los conductores son de aluminio-acero, y los aisladores de porcelana o de vidrio (figura
15), para una tensión de 1.000 V. Los soportes pueden ser rectos o curvos de acero galvanizado(figuras 16), en los apoyos de fin de línea en lugar de aisladores rígidos, se colocarán cadenas con grapas de amarre.

Figura 15 PERFIL DE AISLADOR DE BAJA TENSIÓN Y DE ALTA TENSIÓN
Figura 16 SOPORTES PARA AISLADORES DE BAJA TENSIÓN

Postes

Los postes, o apoyos, para líneas de conductores desnudos, pueden ser de hormigón, de hierro y en algunas ocasiones también de madera (figura 17), los de baja tensión se diferencian de los de alta, por la forma de los aisladores, y por tener una menor altura. Todos los apoyos tanto como si son de hormigón, como metálicos estarán puestos a tierra, incluso si se trata de cables trenzados. El conductor neutro cada 500 m se pondrá a tierra, prefiriendose los apoyos de donde partan derivaciones importantes, y también se conectará a tierra el neutro a 200 del final de la línea. Cuando la red sea de cable desnudo, las tierras del neutro y del apoyo serán independientes.

Figura 17 DISTINTOS TIPOS DE POSTES PARA LÍNEAS ELÉCTRICAS

En toda red aérea el uso de tirantes y tornapuntas deberá restringirse todo lo posible, diseñando líneas rectas siempre que el terreno lo permita La forma en que se colocan los conductores, preferentemente es triangular, para lo cual se disponen las crucetas formando tresbolillo o distintas longitudes de estas como puede verse en las figuras 18 a 20.

Figura 18 CRUCETAS PARA UNA LÍNEA, DOS LÍNEAS Y DE BÓVEDA

4. REDES SUBTERRÁNEAS

La instalación de las líneas subterráneas se hará necesariamente sobre terrenos de dominio público, o bien privado, por lo tanto estarán sujetos a las ordenanzas municipales locales, no permitiéndose su montaje por los patios interiores, garajes, que dificulte la manipulación en su montaje y las modificaciones o reparaciones posteriores que surjan.


Los conductores serán de cobre o aluminio aislados con mezclas apropiadas, y protegidos contra la corrosión del terreno donde se instalen la tensión de aislamiento no podrá ser inferior a 0,6/1 KV y la sección mínima será de 6 mm 2 para el cobre y 16mm2 cuando se use conductor de aluminio.

Figura 19 REPARTO DE PROFUNDIDADES DEL SUELO URBANO

Variantes de líneas subterráneas

Los cables aislados podrá instalarse de cualquiera de las maneras indicadas a continuación
(ITC-BT 07)

  • Directamente enterrados
  • Canalizaciones entubadas
  • En galerías registrables
  • Atarjeas o canales revisables
  • En galerías visitables
  • Galerías de más de 400 m de longitud

Directamente enterrados

Las líneas se enterrarán a una profundidad mínima de 0,6 m en aceras y 0,8 en calzadas. El lecho de la zanja será lizo y libre de aristas vivas, con una capa de arena cribada de 0,05 m de espesor, sobre la que se colocará el cable y por encima otra capa de arena cribada de 0,10 de espesor. Por encima de la arena deberás tener una protección mecánica y se colocará además una cinta de señalización que advierta de la existencia de cables eléctricos de baja tensión, a una distancia mínima del suelo de 0’10 m y 0’25 m por encima del cable.

Los cruces de calzadas se hará siempre bajo tubo colocando para su protección una capa de hormigón de 15 cm de espesor.

Canalizaciones entubadas

El diámetro mínimo para tubo enterrado se establece en la tabla 9 de la ITC-BT 21 pero como norma general algunas empresas prefieren el tubo de 140 mm de diámetro exterior, que según esta tabla, corresponde a seis conductores de 95 mm2 de sección.
Se evitarán, en lo posible, los cambios de dirección. Disponiéndose de arquetas con tapa que faciliten el tendido de los cables, la distancia máxima entre arquetas será de 40 m. A la entrada en las arquetas, los tubos deberán quedar debidamente sellados en sus extremos para evitar la entrada de roedores.
No se instalará más de un circuito por tubo, pero si se puede instalar más de un tubo
junto, cada tubo para un circuito diferente.

En caso de cruzamientos con carreteras, ferrocarriles, agua, gas, y otros cables ver la instrucción ITC-BT 07 apartado 2.2.1. y 2.2.2.
Las arquetas podrán ser rectangulares o redondeadas, evitándose colocar arquetas donde exista tránsito rodado, pero si es necesario se colocarán de marcos y tapas reforzadas


Galerías subterráneas
Se consideran dos tipos de galerías, las registrables y las visitables y dentro de las visitables aquellas de más de 400 m de longitud.
Son costosas, y, por tanto, se realizan solo cuando el gasto se compensa con alguna clase ventajas, para estos casos la ITC-BT 07, especifica en los apartado 2.1.3 y 2.1.4 las condiciones que deben de cumplir. Después de este resumen comentado se inserta a continuación, íntegro, la instrucción ITC-BT-06 e ITC-BT-07

Fin parte 3 , para ver parte 1 (este Link) y parte 2 en (este Link)

Fuentes : varias (UNLP, Wikipedia; UTN,Universidad de salamanca, Siemens, Schneider,centros de formación, Reglamento ITC-BT etc)

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PARTE 4 DE 10

APARATOS DE MEDIDA

Dispositivos de medida
Industrialmente se emplean los amperímetros, voltímetros, vatímetros y los contadores, para determinar la intensidad de una corriente, tensión que existe entre dos conductores, la potencia que consume un receptor y energía que desarrolla una corriente eléctrica. Son aparatos de construcción robusta, dimensiones reducidas, montaje fácil y de lectura directa.
En laboratorios se emplean aparatos más delicados, sensibles a las condiciones físicas y precisos con las corrientes débiles, se llaman galvanómetros.


Esencialmente el principio de funcionamiento de todos los aparatos de medida es el mismo, al paso de la corriente se mueve una aguja sobre un cuadrante graduado, siendo proporcional la desviación de la aguja con la intensidad de corriente que pasa. Así pues el estudio de los aparatos de medida se basa en las diferencias físicas entre unos aparatos y otros, ya que el principio físico es el mismo para casi todos, el electromagnetismo, aunque también, existen algunos pocos basados en otras propiedades de la corriente eléctrica, como es el calor, o la inducción.
Los aparatos electromagnéticos pueden ser:

De cuadro móvil e imán fijo, bobina fija y de hierro móvil, Electrodinámicos, Térmicos, De inducción

LOS APARATOS ELECTROMAGNÉTICOS DE CUADRO MÓVIL.

Consta de un imán permanente fijo en la carcasa del aparato y de una bobina en
forma de cuadro colocada entre los dos polos del imán, esta bobina va montada
sobre un eje para que pueda girar libremente sobre sus ejes, solidaria con la
bobina de cuadro está la aguja que se mueve dentro de un sector graduado, las
divisiones de este sector son proporcionales a la cantidad de corriente que pasan por
la bobina de cuadro.

La bobina

Bobina de cuadro al ser móvil necesitan que haya una unión del principio y el final de la bobina con la parte estática, esta unión se hace a través de dos conductores en forma de muelle, que a la par que comunican la corriente sirven de muelles antagonistas, que amortigüen las oscilaciones de la aguja, la aguja tiene un pequeño brazo en forma de cruz, donde se colocan unos contrapesos para equilibrar la aguja.

Cristal de protección

En el cristal de protección, y sobre el mismo eje de la aguja hay un tornillo con una leva excéntrica que girándolo con gran cuidado sirve para colocar la aguja en el cero de inicio de lectura, este ajuste solo es preciso hacerlo la primera vez que se coloca elinstrumento en el cuadro de medida, no conviene tocarlo mucho porque se puede estropear de no hacerlo siempre con sumo cuidado.

APARATO ELECTROMAGNÉTICO DE CUADRO MÓVIL

A fin de aumentar la fuerza del campo magnético, dentro de la bobina de cuadro se coloca un cilindro de hierro dulce, que no se representa en la figura.


Los aparatos de cuadro móvil requiere que, para que se produzca el efecto de desplazamiento de la aguja, la corriente que circule por la bobina sea continua y siempre en el mismo sentido, es decir que los bornes del aparato de medida tiene que ir marcada la polaridad de entrada de corriente con el signo +. En caso de equivocación, el desvío de la aguja se produce hacia el lado contrario de la escala graduada.

Para reconocer si un aparato de medida es de cuadro móvil se buscará en la carátula el cualquiera de estos dos símbolos.

Símbolo para aparato de medida de cuadro móvil

Se construyen algunos pocos de estos tipos de aparatos con el cero en el centro de la
escala, para que la aguja se desplace hacia el lado positivo o negativo de la escala. Si
por error se conecta a corriente alterna, la aguja no se desplaza desde el lado positivo
al negativo, se queda vibrando en el cero, desplazándose apenas unas décimas de
milímetros.
Los aparatos electromagnéticos de cuadro móvil son para corriente continua se puede
emplear para corriente alterna siempre que se intercale un rectificador de corriente, lo
que provoca una ligera desviación de la aguja debida a la caída de tensión en el
rectificador, por lo que el sector graduado tendrá dos escalas una para la corriente
continua y otra para la alterna.

La sensibilidad o el grado de precisión de estos aparatos es grande, o muy precisos, según se quiera decir, se llaman buenos aparatos aquello que tiene una bobina móvil con una resistencia de 20.000 ohmios (20 K), y de baja calidad todos los que tengan una resistencia menor (8 K). El consumo de este tipo aparato es mínimo, por lo son muy empleados en la búsqueda de averías en receptores de muy bajo consumo, generalmente en forma de aparato portátil con conmutador para medir, voltaje, resistencia, corriente, tanto en CC como en CA y con variación de escalas.

En los aparatos de medida, se coloca uno de estos seis números para indicar la precisión del instrumento

INSTRUMENTOS ELECTROMAGNÉTICOS DE HIERRO MÓVIL

La parte fija la constituye una bobina, en cuyo interior va alojada y soldada una
lámina curvada de hierro dulce. La parte móvil la forma la segunda lámina de hierro
dulce, que va unida al eje de acero a la aguja indicadora.


Al circular corriente por la bobina, las dos paletas se imanan con la misma polaridad y por tanto se repelen entre sí, obteniéndose una fuerza proporcional a la intensidad de la corriente.
La fuerza antagonista, opuesta a la fuerza activa de repulsión entre las paletas, se obtiene por medio de un contrapeso, lo que tiene la ventaja de no depender de un resorte, que con el tiempo pierde elasticidad.


Este sistema se utiliza con ventaja en los cuadros de distribución, en los que la posición de funcionamiento permanece invariable para siempre una vez nivelado en el momento de su colocación. Cuando se utiliza de tipo portátil el par antagonista se logra por medio de resortes.


Para evitar las oscilaciones de la aguja existe una pieza en forma de pala, solidaria con la aguja, esta pala se mueve dentro de una caja cerrada sin rozamiento, pero al ser cerrada, el movimiento de la pala comprime el aire con lo que se amortigua las oscilaciones de la aguja.


Cuando se cambia el sentido de la corriente, también cambia la imantación de las dos paletas experimentando igual repulsión, por tanto no se ve afectada por el cambio de polaridad, sirviendo indistintamente para corriente continua y alterna.

Para reconocer si un aparato de medida es de hierro móvil se buscará en la carátula el símbolo de la figura 4.

APARATOS ELECTRODINÁMICOS

Estos aparatos tienen dos bobinas, una fija de hilo grueso y otra móvil de hilo fino, colocada esta en el interior de la bobina fija, cuando circula corriente por las bobinas, el campo creado por la bobina fija H1 y el creado por la bobina H2 de la bobina móvil se orientan dé manera que coincida sus campos magnéticos (Figura 5).

Cuando la aguja se mueve en el sentido f, un par antagonista de dos muelles en espiral se opone a este movimiento quedando en equilibrio la bobina y con ella la aguja, cuando se compensa la acción reciproca entre las bobinas y el par de fuerza magnética. Son aparatos poco empleados, se usan exclusivamente como vatímetros en corriente alterna.

Para reconocer si un aparato de medida es electrodinámico se buscará en la carátula el símbolo de la figura 6

Figura 6 Símbolo para aparato de medida electrodinámico

APARATOS TÉRMICOS

Se basan en el principio de que todos los conductores al calentarse se dilatan, que esta
dilatación es proporcional al calor, y como el calor, según la Ley de Joule, es proporcional al cuadrado de la corriente, dando lo mismo el sentido de la corriente y la naturaleza de esta.
Los alargamientos son siempre muy pequeños, de manera que las diferencias entre unos y otros tipos están en la forma de utilizar este alargamiento, como tipo base de todos ellos se utiliza el de la figura 4, con un hilo en los puntos A y B sobre el cual se enrolla debidamente aislado el conductor a b para que se caliente al circular la corriente y se produzca el alargamiento.

El movimiento

Del hilo se transmite a la aguja por medio de un hilo que se enrolla sobre una polea colocada en el mismo eje del giro de la aguja indicadora. Un resorte, que acciona también una polea sobre le citado eje, mantiene siempre en extensión el hilo de transmisión.

Estos aparatos no tienen amortiguador pues su movimiento es lento, lo que a veces
puede ser un inconveniente. Sin embargo, el principal defecto es su gran consumo necesario para calentar el conductor. Para que no se vea afectada la longitud entre los puntos A y B, todos los materiales que intervienen en la construcción del aparato son de igual coeficiente de dilatación, para que todos sufran la misma dilatación. La principal ventaja de este tipo de aparato es que no le afecta los campos magnéticos exteriores.


Por los defectos expresados y por su elevado coste son poco usados.
El símbolo que en instrumentación se utiliza para reconocer un aparato de medida es térmicos se buscará en la carátula el de la figura 8

APARATOS DE INDUCCIÓN Y ELECTROSTÁTICOS

Además de los aparatos indicados existen otros basados en el hecho de que dos conductores aislados uno del otro se atraen o se repelen al estar electrizados, son los aparatos electrostáticos y los de inducción. Por cuyo motivo les afectan mucho los agentes exteriores, y sus indicaciones no son muy precisas.
La principal ventaja es la de poder medir directamente altas tensiones sin necesidad
de transformadores de tensión, por lo que casi exclusivamente se utilizan como
indicadores de tierra.

No son muy estables y se desarreglan con sobretensiones.


Principalmente se utilizan como voltímetros, y se representan colocando en la
carátula del instrumento el símbolo de la figura 10

En el mismo principio se basa la pértiga de tensión de lámpara neón, al aproximar la
barra al cable de alta, se enciende para indicar la presencia de tensión en el cable.

VOLTÍMETROS Y AMPERÍMETROS

Todos los aparatos se pueden usar como voltímetro o amperímetro, sin embargo
requiere que se hagan unos ajuste en ellos para usarlo exclusivamente como de un tipo
o de otro, en los voltímetros, que se colocan entre un conductor de ida y otro de
vuelta, la preocupación principal es que no se desvíe mucha corriente por ellos, por lo
que sus bobinas se construyen con hilo muy fino y de muchas vueltas a fin de ofrecer
una gran resistencia al paso de la corriente. En cambio los amperímetros, que se
colocan en serie con la carga a medir, la principal precaución es que no produzcan
caída de tensión, para ello el aparato se construye con hilo muy grueso y de
pocas espiras, para que la resistencia del aparato sea prácticamente nula.
Dependiendo de la constitución física del aparato se aplican distintas técnicas de
construcción

Voltímetro de cuadro móvil


Para que la bobina de cuadro pueda girar, es preciso que tenga poco peso, por lo que
la intensidad de corriente debe ser limitada, suele llevar en serie con el cuadro,
resistencias bobinadas, la conexión del voltímetro puede ser cualquiera de las indicadas
en la figura 12

Amperímetro de cuadro


Los amperímetros de cuadro se pueden conectar directamente, siempre que la
corriente sea de poca intensidad, porque al ser su bobina tan fina ni siquiera soporta
un amperio, por lo que, trabajan con resistencias en paralelo con la bobina de cuadro.
Esta resistencia va montada en el interior del aparato.
Esta resistencia interior es independiente de otra que se pone fuera a la que se llama
Shunt (figura 16)

En la figura 15, se muestras las tres formas de conectar el amperímetro. Directo, con Shunt o usando un transformador de intensidad.

El Shunt es una resistencia como el de la figura 16 con más apariencia de pieza de bornes, que de resistencia, como se observa e la figura mencionada.

Voltímetro de hierro móvil

Al ser la bobina de mayores dimensiones, por lo general, no necesita la resistencia en serie, se puede conectar directamente a Red, pero debe protegerse con cortacircuito, ya que en caso de que se produzca un fallo de aislamiento se produciría un corto circuito en la entrada de corriente que podría ocasionar una avería muy importante.

Por lo general, el voltímetro se coloca siempre con un interruptor para tenerlo desconectado, la mayor parte del tiempo, tan sólo se conecta en el momento de proceder a su lectura, a veces incluso se coloca pulsador en vez de interruptor, lo más normal es que se coloque conmutador de varias posiciones para medir entre las distintas fases, o entre las distintas fases más el neutro, y posición de apagado.

En la figura 17 se ve un voltímetro de hierro móvil, y un conmutador de voltímetro de siete posiciones. En la figura 14 el voltímetro lleva incorporado el conmutador sobre el cristal protector del aparato.

Amperímetro de hierro móvil

Se construyen con hilo muy grueso, capaz de soportar hasta un 300 % la intensidad máxima permitida, no necesitan protección, se conectan permanentemente y uno por cada fase (Figura 19).

Amperímetro de hierro móvil

Voltímetro electrodinámico

Cuando se construye como voltímetro, la bobina móvil se coloca en serie con la fija, añadiendo además una resistencia para limitar la intensidad de corriente (Figura 17)

Voltímetro electrodinámico

Amperímetro electrodinámico

Para hacerlo funcionar como amperímetro, la corriente de la bobina móvil se logra mediante una desviación del circuito, según la figura 22

VATÍMETRO

Vatímetros electrodinámicos
Basado en el mismo principio que el voltímetro y amperímetros electrodinámicos, lleva dos bobinas, una fija y otra móvil, la fija de hilo grueso y la móvil de hilo fino.

Vatímetros electrodinámicos

Haciendo que la corriente que circula por la bobina fija, sea atravesada por la corriente del circuito a medir, y que la corriente de la bobina móvil sea proporcional a la tensión de dicho circuito, el ángulo de giro de la bobina móvil será proporcional al producto de ambas, y por ellos, la potencia consumida por el circuito.


Los esquemas de la figura 24, son de tres formas diferentes de conectar los vatímetros monofásicos:
< Conectado de forma directa
< Con transformador de intensidad y toma de tensión directa
< Con transformador de intensidad y transformador de tensión.

tres formas de conectar el vatimetro

El Vatio tiene un múltiplo llamado Kilovatio, que vale mil vatios, y se escribe KW.
1 KW = 1.000 W
Cuando se trata de coriente alterna trifásicas, la potencia se lee, en kilo-voltio-amperios = K V A
que también se pronuncia ka-ve-as.
La potencia consumida por un circuito trifásico se mide con vatímetros trifásicos, en donde hay que tener en consideración si la carga es:
< trifásica equilibrada
< trifásica desequilibrada o
< trifásica desequilibrada con neutro.

En cualquier caso la potencia total se obtiene por medio de dos vatímetros montados
dentro de un solo aparato, como muestran las figuras del dibujo 25

El vatímetro solo tiene una aguja, con dos bobinas fijas y dos bobinas móviles unidas. El aspecto exterior en la figura 26

FASÍMETRO

Se comprueba con el montaje de la figura 25, que cuando la corriente no es continua que la lectura de los vatios no es el mismo producto que se obtiene de multiplicar los amperios por los voltios de sacados de un amperímetro y un voltímetro; Es decir: A x V no es igual a W, esto es así, porque en corriente alterna existe un factor de potencia llamado cos 0 de un valor siempre menor de 1

Este valor en corriente monofásica se determina por la fórmula

De la fórmula de la potencia trifásica P = /3 V.I. cos =0 se deduce que:

Los aparatos que determinan directamente el valor de cos n se llaman fasímetro, son de tipo electrodinámicos, con una bobina fija, recorrida por la intensidad de corriente y otras dos móviles y solidarias entre sí formando ángulo recto, una de las bobinas se une a la tensión en serie con una resistencia y la otra en serie con una autoinducción.


En la figura 27 el esquema de un fasímetro monofásico. Si la corriente fuese trifásica, la resistencia en serie y la autoinducción en serie se conectan a fases diferentes.

Fasimetro monofasico

El factor de potencia de una instalación siempre ha de ser de autoinducción, pero también pudiera ser que de haber en el circuito condensadores de alta capacidad, el factor de potencia fuese capacitativo o negativo, lo cual está prohibido.

Actualmente los fasímetros también se construyen utilizando componentes electrónicos. En la figura 29, se observa que el inicio de lectura (Que corresponde al factor 1), está en el centro de la escala, siendo la lectura hacia la derecha la que indica el valor positivo del coeficiente inductivo y la lectura hacia la izquierda el valor negativo del coeficiente capacitativo, donde no debe de marcar.
Para eliminar el valor negativo la solución es desconectar condensadores, para hacer que el valor de la inductancia no sea alto (próximo a 0,5) se colocan condensadores. Mantener el factor de potencia entre unos límites aceptables, se consigue sólo con condensadores.


Se dice que un circuito es de Bajo Factor (BF) cuando su valor es próximo a 1 y Alto Factor (AF) cuando es próximo a 0,5. (Cuando el factor de potencia sea tan alto que llegue a 0’4, las compañías de suministro eléctricos está autorizadas, previo expediente, a suspender el suministro).

Los equipos fluorescentes que se adquieren en el comercio, listos para conectar, pueden ser de bajo factor de potencia BF, o de alto factor de potencia AF. Según lleven, o no, un pequeño condensador que compense la reactancia del tubo fluorescente.

APARATOS DE MEDIDA ESPECIALES

Amperímetro de máxima lectura.
Lleva una aguja indicadora de color rojo que es arrastrada por la aguja normal.

Cuando el consumo baja, desciende la aguja normal (negra), quedando señada lectura máxima hasta que se actúa sobre el botón (figura 30).

Amperimetro de máxima

Amperímetro de máxima con contacto. Además de la aguja de máxima lectura, lleva una segunda aguja para que cuando el consumo llegue a este tope se cierre uncontacto, con una luz testigo que se enciende figura 31.

amperimetro de máxima con contacto

Amperímetro doble, uno electromagnético y otro de máxima (Figura 32)
Lleva dos agujas opuestas y dos escalas en una única carátula, una aguja se mueve por debajo y la otra en un nivel superior.

Amperímetro doble con máxima, uno electromagnético y otro de máxima con
contacto
Es básicamente el mismo anterior, al que se la ha añadido una luz piloto que marcará cuando la aguja indicadora llegue al tope fijado por el tope fino (en la figura 33 posicionado en 90 A). El tope se fija con el tornillo de color azul claro.

AMPERÍMETRO DE MÁXIMA CON CONTACTO + ELECTROMAGNÉTICO

Voltímetro con contacto de máxima y mínima (Figura 34) Siempre que se alcance el voltaje máximo (posicionado mediante regulador) se encenderá el piloto de máxima. Cuando baje la tensión de la posición establecida se encenderá el piloto de mínima. Son voltímetros especiales para grupos electrógenos y normalmente estarán siempre conectados, sin interruptor de apagado.

Voltímetro doble

Se utiliza para conectar grupos de distintos suministros en paralelo, en el momento de alcanzar el mismo voltajes, estando separados no se aprecia bien la exactitud, como cuando están juntos.

Voltímetro doble

FRECUENCÍMETRO

Existen dos tipos de vibración y analógicos, los de vibración consiste en una serie de láminas con su extremidad pintada de blanco para mejor visualización. Colocadas las láminas cerca de un electroimán, la lámina que coincide con la frecuencia del electroimán se pone en vibración, indicando la lectura, figura 36.

FRECUENCÍMETRO

El sistema de funcionamiento vibrante sólo se usa en los frecuencímetros, pero los frecuencímetro, no son todos de sistema vibrante, los también electrónicos.

simbolode sistema vibrante

En la figura 38 puede observarse la diferencia entre el frecuencímetro de láminas y el electrónico.

FRECUENCÍMETRO DE LÁMINAS VIBRANTES Y DE AGUJA

POTENCIA REACTIVA

En corriente alterna se produce una potencia activa y una potencia reactiva, esta última perjudicial para el transporte de la energía. La energía reactiva se mide en voltamperios reactivos. Se escribe:

Var

El aparato que lee la potencia reactiva se llama Vármetro. La potencia reactiva tiene la fórmula:

formula potencia reactiva

En la figura 39 se representa dos vármetro, en primero para lectura en voltamperios reactivos y el segundo para lectura en Kilovoltamperios reactivos.

APARATOS ESPECIALES PARA GRUPOS ELECTRÓGENOS EN PARALELO

Acoplar un generador con otro para obtener una potencia superior a la de uno solo, requiere que la operación se haga cuando ambos generadores estén en iguales momentos, ello obliga a tener aparatos de doble lectura; para hacer el acoplamiento únicamente cuando ambos grupos funcionen a la misma frecuencia y tengan el mismo voltaje, pero además es preciso que el acoplamiento se haga en el instante en que los dos grupos estén en sincronismo.

Los aparatos que se muestran a continuación en la figura 40 son para este fin, los cuales no se describen; porque de alguna forma ya se ha hecho anteriormente, y sería repetitivo.

No obstante aparece uno nuevo, sin numeración en la carátula, este halla la diferencia entre la tensión de un y el otro indicando cual de los dos es mayor, el acoplamiento solo es posible cuando marque cero. Se denomina voltímetro de cero.

TORRE DE SINCRONIZACIÓN

DIFERENCIAS CONSTRUCTIVAS

El aspecto físico de amperímetros y voltímetros no difiere más en el símbolo de A (Amperímetros) y V (Voltímetros), las dimensiones son las mismas, para que puedan montarse juntos. El tamaño que se elija dependerá de la distancia a que se tenga que tomar lectura.

Las medidas comerciales son:

Para montaje en carril Din
Medida de cuatro módulos de ancho (lo mismo que un magnetotérmico de cuatro polos)

APARATOS DE MEDIDA PARA COLOCACIÓN SOBRE RIEL

Para disminuir los niveles del almacenaje los aparatos de medida se fabrican con carátulas intercambiables, por un lado los almacenes sirven el aparato de medida y por el otro la carátula, solo hay que colocarlas como se indica en la figura 42

COLOCACIÓN DE CARÁTULA

La colocación de la carátula ha de hacerse con mucho cuidado para no dañar la aguja, se debe de mirar de frente al aparato antes de dar el último apretón, y luego se colocará la tapa para que no entre polvo por encima y para que la carátula no se mueva de su alojamiento.


Siempre que se coloca un aparato de medida en su alojamiento definitivo, se coloca la aguja en el cero inicial de lectura; para ello, se gira com mucho cuidado el tornillo que hay sobre el cristal de protección, este mueve un tope excéntrico que actúa directamente sobre la aguja del aparato, moviéndolo media vuelta a la derecha o media vuelta a la izquierda sin dar nunca una vuelta completa.

SÍMBOLOS USADOS EN LOS APARATOS DE MEDIR CORRIENTE

Exteriormente la construcción de un aparato de medida no difiere de un sistema a otro, sin embargo, dentro de la carátula se distinguen cinco símbolos, que nos indica:

< Mecanismo que utiliza el aparato de medida
< Corriente a la que funciona
< Fiabilidad en la precisión de lectura
< Posición de funcionamiento
< Grado de protección

Junto a estos símbolos aparece también la marca de la compañía constructora

Fin parte 3 y 4 , para ver parte 1 (este Link) y parte 2 en (este Link)

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