Fundamentos de Medida y Protección Eléctrica

Aparatos de Medida

Son los instrumentos de medida y todos sus accesorios que hacen posible la medida de forma directa. Están formados por:

• Sistema de medida: Es el que provoca el movimiento de la aguja indicadora.
• Aguja indicadora: Es la parte que señala el valor de la magnitud que se mide. Las más habituales son de cuchilla y de varilla.
• Escala graduada: Es donde queda indicado el valor de la medida (uniforme, cuadrática ensanchada y logarítmica).
• Cajas envolventes: De plástico o metal que envuelven el aparato.

Aparatos de Medida Portátiles

Son los que se emplean en el mantenimiento, instalación y reparación de equipos y maquinaria. Se fabrican para su uso en campo.

Pinzas Amperiovoltimétricas

Aparatos para medir intensidades directamente. No es necesario interrumpir el circuito. Incorporan un selector de magnitud, llevan un transformador de intensidad y un núcleo magnético partido.

Pinzas Medidoras de Fugas

Pinzas amperiovoltimétricas diseñadas para medir pequeñas intensidades (para medir fugas). Tienen un núcleo magnético más pequeño que las pinzas estándar y un aspecto parecido.

Pinzas Voltimétricas

Aspecto exterior similar a las amperiovoltimétricas. Miden tensión, intensidad y potencia en circuitos de corriente alterna, monofásicos y trifásicos equilibrados.

Concepto de Resistencia de Aislamiento

La resistencia de aislamiento (R_aislamiento) se define como:

R_aislamiento = V_nominal / Intensidad de fuga

Métodos de Medida de la Resistencia de Aislamiento

Existen diferentes métodos para medir la resistencia de aislamiento:

Medida de Aislamiento Global

1. Se corta la tensión.
2. Se cierran los interruptores y se mide.

Medida de Aislamiento entre Cada Conductor y Tierra

1. Se corta la tensión.
2. Se desconectan lámparas y receptores.
3. Se mide cada conductor con relación a tierra.

Medida de Aislamiento entre Conductores

1. Se corta la corriente.
2. Se desconectan lámparas y receptores.
3. Se mide entre el conductor de fase (+) y el neutro (-).

Nota: Estas mediciones suelen realizarse con corriente continua, conectando el polo positivo a tierra.

Sobreintensidades

Las instalaciones eléctricas se diseñan para trabajar en unas determinadas condiciones. La intensidad que circula en condiciones normales se llama intensidad nominal. Sin embargo, hay veces que se le solicita más potencia de la que soporta, lo que provoca una sobrecarga. Por contacto directo de dos conductores con diferente potencial se produce un cortocircuito. Tanto las sobrecargas como los cortocircuitos son tipos de sobreintensidades.

Defectos de Aislamiento

El aislamiento es fundamental para evitar contactos indeseados entre conductores y masas. Si el aislamiento no es adecuado, pueden ocurrir:

• Contacto directo entre conductores.
• Contacto entre un conductor y una parte metálica que normalmente no tiene tensión (masa).

Si un receptor tiene toma de tierra, la corriente de fuga circulará por ella en caso de defecto. Si una persona toca una masa energizada debido a un defecto de aislamiento y no hay protección adecuada (como toma de tierra o diferencial), se produce un contacto indirecto.

Sobretensiones

Una sobretensión se produce cuando la tensión en un punto de la instalación supera la tensión nominal de red.

Tipos de Sobretensiones

• Sobretensiones Transitorias: Tienen un gran valor de tensión pero ocurren en un periodo de tiempo muy pequeño.
• Sobretensiones Temporales: Tienen un valor de sobretensión menor que las transitorias, pero su duración es mayor.

Fusibles

Son elementos de protección fabricados con un material cuyo punto de fusión es más bajo que el de los conductores. Cuando circula una intensidad excesiva, este material se calienta, se funde y abre el circuito, evitando así daños por sobreintensidad. Suelen tener un bajo coste.

Características de los Fusibles

• Intensidad Nominal: Intensidad que puede circular continuamente por el fusible sin fundirse.
• Tensión Nominal: Tensión máxima a la cual puede ser colocado el fusible.
• Poder de Corte: Valor máximo de la intensidad de cortocircuito que es capaz de interrumpir de forma segura.
• Elemento Percutor: Dispositivo indicador de que el fusible se ha fundido (en algunos tipos).
• Tipo de Fusible: Indica el principal uso para el que ha sido diseñado (ej. protección de cables, motores, semiconductores).

Tipos Constructivos de Fusibles

• Fusibles Cilíndricos: También conocidos como fusibles tradicionales.
• Fusibles de Cuchillas (NH): Utilizados en baja tensión con alta capacidad de ruptura. Soportan intensidades de hasta 1250A y tensiones nominales de hasta 690V.
• Fusibles D (Diazed): También conocidos como fusibles de botella, de origen alemán. Soportan intensidades de hasta 100A o 125A.

Interruptor Automático

Dispositivo de protección contra cortocircuitos y sobrecargas.

• Disparador Magnético: Actúa rápidamente ante cortocircuitos. Está formado por un electroimán; cuando circula una intensidad muy alta, genera una fuerza que abre los contactos asociados.
• Disparador Térmico: Actúa ante sobrecargas. Está compuesto por una lámina bimetálica que se calienta y dilata al pasar una intensidad superior a la nominal, provocando la apertura del circuito.