Chaco 2004-M2- Cap 8 Electricidad Básica

5/25/2018 Chaco 2004-M2- Cap 8 Electricidad Bsica

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MATERIAL PREPARADO PARA CHACOMD. II - CAP. VIII: Pag. 67

MODULO II CAP. VIII - ELECTRICIDAD BASICA

VIII-I LA ELECTRICIDAD

La electricidad es la forma de energa ms utilizada en la actualidad, debido a lamultiplicidad de las formas de generacin, a la gran facilidad de transporte, a la sencillez de latransformacin a valores utilizables, y a la posibilidad de controlar y comandarla de forma muysimple.

Pero as como la electricidad se adapta perfectamente a los requerimientos de la mayorade los usuarios, ya sean estos industriales, comerciales o domiciliarios, y a su vez permite su

utilizacin en las ms diversas formas, ya sea como fuerza motriz, calefaccin e iluminacin entreotras, puede sin embargo, bajo ciertas circunstancias, comprometer la seguridad de las personas.Como consecuencia de esto, el usuario de la electricidad est sometido, muy a menudo, pordesconocimiento o inexperiencia, a riesgos que son ignorados o subestimados por completo.

VIII-II INSTALACIONES ELECTRICAS

Se puede definir la instalacin elctrica como el conjunto de sistemas de generacin,transmisin, distribucin y recepcin de la energa elctrica para su utilizacin.

Para estudiar la misma es necesario definir qu es la corriente elctrica y cules son lasleyes fsicas que la caracterizan.

VIII-II-I Origen y propiedades de la electricidad

Se puede decir que la porcin ms pequea de materia que conserva todas las propiedadesfsicas, se denomina molcula.

A su vez, la molcula est formada por un conjunto de elementos simples, que se denominantomos.

Los tomos estn constituidos por tres partes bsicas, llamadas electrones, protones yneutrones.

Los protones y neutrones se encuentran en el ncleo del tomo y los electronesgiran alrededor de l, tal cual un sistema planetario en miniatura.

Asimismo, existen fuerzas de atraccin entre los protones y los electrones, las que mantienen aestos ltimos en sus rbitas.


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Los electrones y los protones se atraen entre s, se dice que son de polaridad opuestamientras que los neutrones no tienen polaridad. De acuerdo con esto, los protones tienden allevar a los electrones hacia el ncleo; sin embargo ello no ocurre porque los electrones al giraroriginan una fuerza centrfuga hacia afuera, de modo que se produce un estado dinmicoequilibrado.

La cantidad de electrones que giran alrededor del ncleo vara segn la sustancia, lo quedetermina una particularidad que los define y que se denomina nmero atmico (por ejemplo,el hidrgeno es 1, oxgeno 8, plomo 82, etc en estado de equilibrio).

VIII-II-II Conductores y AisladoresSegn la atraccin mencionada, es posible clasificar a los materiales en dos tipos diferentes:1. Uno, entre los que se cuentan la plata, el cobre, el mercurio y el aluminio,

tienen esta fuerza de atraccin sumamente dbil. Es por eso que los electronespueden, ante cualquier estmulo externo, abandonar las rbitas en las queestn girando, y separarse quedando como electrones LIBRES, teniendoentonces la posibilidad de pasar a tomos vecinos, rompiendo el equilibriode que hablbamos anteriormente. Estos materiales se denominanCONDUCTORES.


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2. Otros materiales, como la porcelana, el vidrio, el papel, el aceite, cuyos electrones

estn firmemente atrados por el ncleo central y no tienen posibilidades de separarsede l, constituyen el segundo grupo. Reciben el nombre de AISLADORES.

Como vimos, el tomo puede ganar o perder electrones de su capa exterior, provocando unestado de desequilibrio elctrico.

La carga elctrica se mide en COULOMB (Cb) = 6,29 X 1018electrones.

Un generador elctrico de cualquier tipo, ya sea una pila o una batera, ascomo ungenerador, posee por lo menos dos polos. Cuando estcargado, en el caso de los dos primeros,o en marcha, en el caso del generador, acumulan cargas positivas en su polo positivo, y electrones

libres y cargas negativas en su polo negativo.

Cuando un conductor elctrico se conecta a los bornes de un generador, las cargaspositivas acumuladas sobre el polo positivo del mismo atraen a los electrones libres de los tomosvecinos del conductor. Estos a su vez van atrayendo electrones libres de los tomos siguientes, yassucesivamente hasta llegar hasta el polo positivo del generador.


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Supongamos que dos esferas de metal de iguales caractersticas y dimensiones A y Bque tienen diferente carga elctrica se unen por medio de un conductor C.

Se verifica que en un lapso extremadamente corto se igualan las cargas de ambas esferas.

Se deduce entonces un flujo o movimiento de electrones de una esfera a otra, a travs delconductor C. Este flujo de electrones recibe el nombre de corriente elctrica.

A B

C

Entonces, este conjunto de desplazamientos de electrones se denomina CORRIENTE

ELECTRICA. Cuanto mayor es el desplazamiento de electrones es a su vez mayor el valor de la

intensidad de la corriente.


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VIII-II-III Resistencia de conductores

Otro aspecto a considerar es la resistencia:

La corriente elctrica al circular recibe cierta resistencia al pasaje, y de igual modo,

El agua, al circular por la caera, pierde presin por efecto del frotamiento.

La resistencia elctricaes una medicin de la dificultad que tienen los electrones librespara circular por el interior de los conductores. Esta resistencia depende de la longitud y del

dimetro del conductor.

Para facilitar el paso de los electrones, los conductores deben ser de seccin adecuada.

Caso contrario, la excesiva resistencia provoca calor, y consecuentemente se incrementa latemperatura de stos, pudiendo llegar a valores peligrosos.

En electricidad podemos decir que no existe un conductor perfecto. La oposicin alpasaje de corriente se denomina RESISTENCIA ELCTRICA ( R ) y se mide en OHM.

La ley fundamental de la electricidad, que relaciona la diferencia de potencial, la intensidad

y la resistencia, se denomina: LEY DE OHM.

VIII-II-IV Ley de OHM

Si a los extremos de un conductor de resistencia R, se le aplica una tensinV, la intensidadde corriente Ique circula por el mismo es directamente proporcional a la diferencia de potenciale inversamente proporcional a la resistencia del mismo.

I (AMPERE) = E (VOLTIO) / R (OHM)

La resistencia que un conductor ofrece al pasaje de la corriente elctrica depende de lanaturaleza del mismo, su temperatura y sus dimensiones.


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Donde:

R =L / S;

R = resistencia en ohm

= coeficiente de resistividad

L = longitud en metros

S = seccin en mm2

VIII-III Tipos de Corriente Elctrica

1) CORRIENTE CONTINUA: CC

Cuando en un conductor los electrones circulan siempre en el mismo sentido (pilas,

bateras)

2) CORRIENTE ALTERNA: CA

La CA se basa en que los electrones cambian peridicamente su sentido de circulacin,dirigindose en un sentido y en el opuesto. En la actualidad la generacin y distribucin de laenerga elctrica se realiza en CA.

Ello se debe a la posibilidad que brinda la CA de distribuir la misma a altas tensiones y a

la facilidad de convertirse a bajas tensiones mediante transformadores.

La distribucin a alta tensin posibilita la reduccin de la seccin de los conductores,con la consecuente disminucin de costos.


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VIII-IV Potencia Elctrica

Una de las magnitudes mas importantes de la electricidad es la Potencia. Para entenderel significado de la misma, comenzaremos defiendo lo que es el trabajo.

Supongamos tener un objeto P, al cual le aplicamos una fuerza F, con el cual lo movemos

desde el punto A hasta el punto B.

Una fuerza Faplicada al objeto Plo mueve desde Ahasta B

Como vemos en el dibujo anterior, la fuerza F ha desplazado al objeto P a travs de unadistancia d. Por lo tanto decimos que la fuerza F, ha realizado un Trabajo.

La potencia se define como el trabajo realizado en la unidad de tiempo. De esta manera

se define en forma mucho ms precisa la capacidad de una fuerza para producir un trabajodeterminado, ya que no solo intervienen ahora la fuerza y la distancia recorrida, sino tambin eltiempo empleado en la operacin.

La unidad de medicin de la potencia es el Vatio (W), que equivale a la potencia necesaria

para efectuar 1 Joule de trabajo en 1 segundo.

En electricidad, el vatio es la potencia disipada por un circuito con una tensin aplicadade 1 Voltio, por el que circula una corriente de 1 Amperio, por lo que:

W = U * I

Dado que hemos visto que tenemos que:

U = I * R

Tenemos que tambin:

W = I * I * R = I * R

La mayora de los elementos elctricos tienen su potencia marcada en Vatios, y en elcaso de los motores tambin se emplea el C.V., que equivale a 736 W.

B

P PF

A

d


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DEFINICIONES Y UNIDADES ELCTRICAS

Cuando hablamos de electricidad, nos llena de interrogantes debido a la cantidad de unidades y

definiciones que se manejan, pero los conceptos son simples de interpretar, siempre que nos

alcance con una definicin clara y no querramos profundizar en un clculo elctrico determinado.

Ejemplo:

Ques un VOLTIO?

Es el valor que nos permite definir el potencial al que permanece sometida nuestra

instalacin.

Tambin podemos decir que: voltio = joule/coulombio

Esta segunda definicin, por precisa que sea la fsica, no nos sirve a nosotros, petroleros, por loque desde este punto de vista, rescatamos la primera definicin.

Relacionada con una caera, el voltio sera la presin a que est sometida la misma.

Ques un AMPERE?

Dejando de lado la definicin exacta de la fsica, podemos decir que el ampere es el valor decorriente que requiere una mquina elctrica para poder trabajar.

Relacionado con un sistema hidrulico, el ampere sera el caudal requerido por unmotor hidrulico para poder moverse.

Ques el FACTOR DE POTENCIA?

Definido como cos (coseno de ) por ser el ngulo de desplazamiento entre vectoresactivos o aparentes. No nos sirve.

Es ms til decir que: el factor de potencia es el grado de aprovechamiento de la energaen una mquina, en la red o en todo el conjunto de un yacimiento.

POTENCIA = W = V * I * cos * * 3

donde: V = potencial

I = corriente

cos= aprovechamiento

= rendimiento


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= rendimiento

3 = son tres fases

UNIDADES

V VOLTIO: unidad de tensin.

KV KILOVOLTIO: unidad de tensin que equivale a 1.000 voltios.

A

AMPERE: unidad de corriente

R RESISTENCIA: unidad de resistencia elctrica, me mide en OHM.

W VATIO: unidad de potencia.

KW KILOVATIO: unidad de potencia que equivale a 1.000 vatios.

HP CABALLOS DE FUERZA: unidad de potencia que equivale a 745 vatios.

BT BAJA TENSIN: tensiones entre 50 y 1.000 voltios.

MT MEDIA TENSIN: tensiones entre 1.000 y 33.000 voltios (1 KV a 33 KV).

AT ALTA TENSIN: tensiones mayores a 33.000 voltios (33 KV).


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VIII-V INSTALACIONES ELECTRICAS

VIII-V-I Energa de la corriente Elctrica

Una de la formas de energa ms utilizada en el mundo es la energa elctrica. Cuandoesta energa se desarrolla realiza un trabajo, el que se debe al desplazamiento de las cargas en elconductor por efecto de una diferencia de potencial.

Cuando se expresa el trabajo realizado en la unidad de tiempo, se esthablando de lapotencia desarrollada.

La potencia elctrica desarrollada por una corriente (I) generada por una diferencia depotencial (V), es igual al producto V * I. La unidad de potencia es el watio (W) que se definecomo la potencia desarrollada por una corriente de un Amperio cuando circula entre dos puntos

cuya diferencia de potencial es un Voltio.

Refirindose a la potencia en los circuitos de corriente alternada, se puede decir que lapotencia en vatios (W) es igual a la intensidad de la corriente (I) en amperios por la tensin (V)en voltios o bien que tambin es igual al cuadrado de la corriente por la resistencia y tambinque es igual al cuadrado de la tensin dividido la resistencia ( R )

W = V x I

W = I2x R y W = V2/ R

Para que se cumplan las ecuaciones precedentes, tanto la tensin como la corriente deben estarperfectamente en fase como se ve en el grfico adjunto.


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En los circuitos reales inductivos y capacitivos se produce un desfasaje entre las curvas

de tensin y de corriente de tal manera que al no estar perfectamente en fase, se producirunapotencia negativa. A mayor desfasaje entre la corriente y la tensin, menor serel rendimientodel circuito.

Potencia (W)= Vx Ix Coseno del ngulo de desfasaje

Sies igual a 0, (no existe desfasaje) el valor del coseno es uno y por lo tanto se estarante el mximo rendimiento del circuito. Si esto no ocurriera ( es casi imposible que assea en unsistema elctrico de un campo petrolero) al variar el ngulo, variarel coseno y consecuentementeel valor resultante serde un nmero menor que uno.

Este nmero serel factor de potencia o coseno que puede definirse como elgrado de aprovechamiento de la energa en una mquina o en todo el conjunto del

yacimiento.

La relacin entre la potencia activa y la potencia aparente para determinar el rendimientode un circuito, es equivalente al rendimiento mecnico relacionando la potencia de entrada y lapotencia de salida de una mquina.

Por ejemplo si en un sistema elctrico el factor de potencia fuera 0,7 el generador debersuministrar el 41,4 % ms de energa para cubrir las necesidades que si el factor fuera uno.

El factor de potencia (cos ) es el factor que indica si se est aprovechando bien entiempo y forma la energa que estgenerando la usina y si se estconvirtiendo en potencia todao la mayora de ella. Si un motor hidrulico tiene fugas serias, pasarmucho caudal sin generartrabajo aprovechable sobre el eje. De la misma manera, si la bomba hidrulica estsobredimensionada, enviarel fluido hidrulico con excesivo trabajo sin que sea necesario ya que notodo seraprovechado y aparecercalor en caeras y motores y desgastes prematuros en elsistema. (tal lo que ocurrira en las mquinas de generacin de la usina)

VIII-V-II Potencia Reactiva

Se puede definir como la potencia que se devuelve al circuito o el excedente de lo que no

se consume pero que sestinstalado.

Si en un motor instalado de 50 HP, solo se utilizan en su carga mxima 20 HP, se generapotencia reactiva, lo mismo ocurre cuando un aparato de bombeo estmal contrapesado y elcontrapeso arrastra al motor.

Como se ha visto, el diseo y planificacin del sistema elctrico es de suma importanciasi se considera que el consumo de energa es un alto costo en una operacin de produccin y que


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tanto el sobredimensionamiento como la falta de capacidad de los circuitos,

deben ser corregidos.

Una forma de mejorar el factor de potencia es instalando condensadores en distintos

puntos de las lneas, en forma de bateras de tal manera que compensen en forma instantnea lasfalencias y desequilibrios tanto en las fases como en las cadas de tensin

VIII-V-III Condensadores

Los condensadores, llamados tambin capacitores, tienen propiedades de cargarse ydescargarse, compensando en sus extremos variaciones instantneas de tensin y fases. La unidadde capacidad, con la que se miden los condensadores, es el Faradio o su submltiplo el microFaradio.

A los efectos prcticos se puede imaginar fluctuaciones en las lneas por diversas razonesy consecuentes desfasajes de la tensin y la corriente como se vio anteriormente. Por estaanormalidad baja considerablemente el factor de potencia y una solucin es la instalacin debateras de condensadores en los extremos de las lneas que permitirn mejorar ese parmetrocon la actividad de los condensadores como compensadores del factor de potencia. Tambin sepueden instalar en los puntos de consumo como ser, en los motores. Es indudable que cuando se

debe recurrir a los condensadores porque el factor de potencia esta por debajo de 0,80, existe

un problema en la distribucin y cargas del sistema, por lo tanto si bien los condensadores sonuna solucin, se debe estudiar la conveniencia econmica de cada caso.

Tambin es cierto que de todas maneras, los condensadores contribuirn a tener unmejor servicio.

En las grandes instalaciones, los condensadores se conectan a las barras colectoras de la

distribucin principal de la tensin de consumo, y/o a los puntos de concentracin de cargadentro de la instalacin.

Adems de la compensacin central con un sistema de regulacin, muchas veces tambinse compensan individualmente o por grupos, las diversas subdistribuciones o los grandes

receptores.

III-V-IV Sub-Estacin Transformadora

La finalidad de una estacin transformadora es reducir la alta tensin de un sistema de transportea una tensin menor de distribucin para los campos petroleros o bien a la tensin de consumo.


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En principio, y previo al ingreso al o los transformadores, el fluido elctrico ingresa a una

celda de alta tensin, equipada con los seccionadores de entrada, interruptores, transformadoresde medicin de tensin, transformadores para medicin de corriente y los equipos de proteccinque se denominan relevadores. Los relevadores accionaran interrumpiendo el flujo para proteger

a la estacin, ante situaciones tales como sobrecargas de corriente, cortocircuitos, puesta a tierraetc.

A continuacin de la celda de alta tensin se conecta el transformador, que tendrlafuncin de reducir la tensin de los valores de recepcin a otros inferiores para poder distribuiren forma ms conveniente hacia otras subestaciones o bien a los puntos de consumo.

Antes de salir al sistema, el flujo pasa por otra celda de baja tensin o de distribucin.Esta celda normalmente esta equipada con elementos de proteccin como en la celda anterior,adems de instrumentos para leer la corriente, la tensin, el factor de potencia y cualquier otroparmetro de informacin necesario. Esta informacin puede transmitirse en forma temporizadao continua a un panel central.

III-V-V Transformadores

Se trata de equipos capaces de aumentar o disminuir la tensin de una corriente alterna,

sin variar su frecuencia. Son aplicables solamente a corriente alterna y por consecuencia, esposible tomar la corriente de un punto de generacin, aumentar la tensin lo necesario parapoder transportarla a largas distancias y luego disminuirla nuevamente para aplicarla al consumo.

En forma elemental el transformador consiste en un ncleo de hierro provisto de dosbobinas aisladas, llamando a una, primariay a la otra secundaria. Si por el primario circulauna corriente alterna, en el ncleo de hierro se produce un campo magntico variable queinducirsobre el secundario otra corriente alterna, la que segn el nmero de espiras provocaruna variacin de tensin.


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La tensin es directamente proporcional al nmero de espiras y su relacin esdirecta, de tal manera que si se aplican 100 voltios a 100 espiras en el bobinado primario,y el secundario, tiene 1000 espiras, se obtendr a la salida una tensin de 1000 voltios.

Si bien intervienen otros factores en la relacin de transformacin,sta es una proporcinque se puede expresar de la siguiente forma:

Es = Ep x Ns/Np x

Donde:

Es = V sencundario,

Ep = V primario

Ns = nmero de espiras secundario

Np = nmero de espiras primario

= rendimiento del transformador.

La potencia de los transformadores se mide en el factor kilovoltio-ampere (KVA).


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Los accesorios de los transformadores, son elementos para controlar el funcionamiento

del equipo y permiten determinar fallas si las hubiera, evitando de esta forma, salidas de serviciospor problemas mayores. En potencias superiores a 200 KVA se instalan vigiladores, que emiten

seales de aviso en el caso de que haya prdida de los lquidos de aislacin o de refrigeracin, obien si por formacin de gases se produzca un movimiento demasiado rpido de los lquidos,entre la cuba del transformador y el recipiente de expansin. Estn equipados con varios tipos determmetros para leer la temperatura de la parte superior del lquido de refrigeracin y aislamiento.Un control de mayor precisin lo practican los termmetros de aguja equipados con los elementosnecesarios para enviar seales de alarma e interrumpir, en ltima instancia, la alimentacin decorriente al transformador. El lquido esten contacto en la parte superior con el aire ambientepor lo que en lugares con alta humedad, se instala un deshumectador para evitar el contacto

directo.

En forma regular y con la frecuencia que determine las condiciones climticas del lugar,se debe tomar una muestra del aceite aislante y refrigerante para verificar sus condiciones fisico-

qumicas. La muestra se obtendrde acuerdo a la norma IRAM 2026 y se analizarprincipalmenteel contenido de agua y la tensin disruptiva del dielctrico.

III-V-VI Lneas de transmisin

El sistema elctrico de un campo petrolero se puede separar para su anlisis, diseo yproyectos y mantenimiento, en dos grandes grupos que son lossistemas de transmisin y los

de distribucin. Los primeros van desde la generacin hasta las sub-estaciones de distribucin,generalmente en tres fases y en alta tensin. El costo ms importante del sistema es el cable ypara transportar grandes cantidades de corriente en la misma tensin de consumo seran necesarioscables de grandes dimetros. Por lo tanto se transforma a muy alta tensin y se transporta concables de dimetros menores ya que las corrientes desarrolladas son muy bajas, significando uncosto mucho menor no solo por el cable sino tambin por las estructuras de soporte.

Se puede relacionar la corriente y la tensin, en una similitud con la presin y el caudal,tan comn para los operadores de produccin, siendo la corriente equivalente al caudal y latensin a la presin.

Una situacin problemtica ocurre en los yacimientos durante el arranque de los motores,cuando se repone la energa despus de haberse interrumpido. El arranque deberser programadopara que no haya simultaneidad, porque cuando un motor de arranque directo se pone en

funcionamiento, los requerimientos de corriente pueden incrementarse hasta en 5 veces, pudiendo

superar la capacidad de la lnea. De darse el caso, la tensin puede caer en forma muy brusca yhabrproblemas para arrancar los motores o puede volver a interrumpirse el suministro.


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Es imposible arrancar todos los pozos al mismo tiempo dado que las lneas no fueron

diseadas para soportar semejante carga, ya que el consumo de los motores en arranque esvarias veces mayor que en funcionamiento normal. Por lo tanto hay que programar cul serlasecuencia (es decir, en quorden) los motores arrancarn en forma automtica mediante untemporizador.

La programacin del arranque, se inicia por los pozos que requieren mayor cantidad decorriente y los que estn ms alejados de la subestacin. El temporizador se ajusta de tal maneraque accione cada 10 segundos, comenzando por los motores ms alejados y de mayor consumo.Es de suma importancia estar seguro del funcionamiento y regulacin de los temporizadores detodos y cada uno de los arrancadores del campo.

Respecto al tendido de lneas elctricas es obligatorio utilizar postes de mayor altura enlos cruces de caminos, para evitar problemas posteriores con el transporte de cargas altas.

Los cables flojos, generalmente indican algn tipo de problema en la lnea como roturasde postes, aisladores etc. y debe ser reparado.

Tambin la revisin de los aisladores debe practicarse con cierta frecuencia, porque unaislador en malas condiciones puede resultar en una importante prdida en el sistema. Cualquiertipo de desperfecto, como riendas cortadas, cables deshilachados, etc. deben repararse la antes

posible, en forma programada, para asegurarse que no habrun problema mayor en otro momento.

Se debe recordar que en un sistema bien protegido, las variaciones de tensin significarn lasalida de servicio de la sub-estacin completa.

III-VI EQUIPOS Y MOTORES ELCTRICOS

III-VI-I Equipos de maniobras o Arrancadores

Estos equipos estn montados dentro de un gabinete y equipados con rels/proteccionespara interrumpir el flujo de corriente cuando existe sobre intensidad, cortocircuito, falta de fase

o bien alta temperatura en el motor. Esta interrupcin no se repondrsi no es activada por unapersona, puesto que si se interrumpila corriente es porque se detectun problema que podradaar las instalaciones.

El arrancador estmontado cerca del motor, a un costado de la locacin del pozo. Debeestar perfectamente conectado a tierra con jabalinas de cobre u otro sistema aprobado por las

normas de seguridad.

Cuentan con los siguientes elementos:


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Ampermetro: Este instrumento debe indicar con una escala de no ms

del 60 % del rango mximo de operacin, de tal manera que permita leer con absoluta claridadla evolucin de las cargas en el ciclo de bombeo. La lectura mencionada es de suma importanciapara la interpretacin de varios parmetros indicadores del funcionamiento del equipo, comopor ejemplo el contrapesado.

Temporizador otimer: Permite retardar automticamente el arranquedel pozo cuando se conecta la corriente.

Indicadores: Un juego de luces de diferentes colores en el tablero,indicadoras de funcionamiento normal y/o fallas.

Llave selectora de diferentes posiciones: fijaren que funcin trabajarel arrancador. (por ejemplo, en manual o automtico)

Botones de mando: de parada, de arranque y de reset. Este ltimo espara reponer la ltima situacin de control del sistema, es decir si algn relactu, pulsando elreset, se repondry quedarcomo antes de haber actuado.

Existen actualmente equipos totalmente electrnicos con gran capacidad de acumulacinde datos y consecuente rango de programacin.

Parada:

Para detener el funcionamiento del motor se debe pulsar el botn de parada. Una vezdetenido, se accionarla llave casilla o el seccionador areo para asegurarse de la interrupcindel flujo elctrico. De ninguna manera se puede abrir la tapa del arrancador sin accionar previamentela interrupcin de la corriente, adems se debe verificar que la conexin a tierra estfirme.

Arranque:

Se conecta el seccionador areo o la llave casilla segn corresponda y luego con la

selectora en posicin manual, se pulsa el bot

n de arranque. Una vez en marcha el equipo, sepasa la selectora a posicin automtico para que accione automticamente luego de un corte.

Arranque por autotransformador:

Cuando se instala un arrancador para motores de potencias superiores a los 75 HP ste,como no puede ser directo, serpor intermedio de un auto transformador, que permita suministraral principio, menos corriente que la nominal de funcionamiento. Con estos equipos se puede

reducir utilizando entre un 65 % y un 85% de la tensin nominal.


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En el momento del arranque se produciruna disipacin de temperatura en el

autotransformador, razn por la cual el perodo de puesta en marcha no puede superar los 8segundos . Tampoco es posible intentar el arranque ms de dos veces porque sera peligrosodebido a la alta temperatura que toma el autotransformador. Si bien los equipos estn protegidospor un controlador de temperatura que interrumpirla entrada de corriente, si se supera el valorpredeterminado, se puede daar seriamente el equipo. Si no arranca en dos intentos se deberllamar al especialista con los instrumentos de medicin adecuados para determinar el problemay no intentar nuevamente.

III-VI-II Motores Elctricos

Los motores utilizados en la industria petrolera no responden a las normas comunes de

los motores elctricos. En su desarrollo estn cubiertos por otra normalizacin llamada NEMA(National Electrical Manufacturer Asociation). Dentro de tal norma, especficamente los deaplicacin en los aparatos individuales de bombeo, son los NEMA Dcon un resbalamientoo deslizamiento entre el 5% y el 8%, y los NEMA Despeciales cuyo deslizamiento va del 8 %al 13 %. Existen otros no estandarizados que superan el 13%.

A mayor porcentaje de resbalamiento mayor estabilidad del motor, es decir que aunque

la variacin de cargas sea grande, el motor de mayor porcentaje de resbalamiento tendrmenorvariacin en la velocidad sincrnica.

Como se ha desarrollado anteriormente, el valor de la potencia instalada debe ser lo msaproximado posible a la potencia requerida y para que ello ocurra es necesario calcular

perfectamente bien el motor necesario para cada instalacin.

Cabe recordar que el costo de la energa sermuy superior si se instala mayor potenciade la necesaria, porque no solo el consumo regular del motor sermayor, sino que tambin enmuchos contratos de suministro, la potencia reactiva tiene un costo entre 6 y 10 veces superior

a la tarifa regular. En el caso de suministro propio deberhaber ms generacin para cubrir ladeficiencia de diseo.

Otro aspecto de suma importancia serel correcto contrapesado de los aparatos debombeo. Solo un 10 % de diferencia en el equilibro de los contrapesos, significarentre el 20 %y 25 % de mayor consumo de energa elctrica y consecuentemente de costos.

El motor estarequipado con sus propias protecciones y adems, el contactor protegerel sistema para el caso de que se produzca un serio problema en el motor.

El accionamiento de las protecciones, es disparado por el problema mismo, es decircon

las protecciones no se elimina el problema, se evitan las consecuencias, como por ejemplo

ante la existencia de una falta de fase, si no acta una proteccin adecuada se destruirel motor.


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Por otra parte las protecciones, preservan tambin el sistema, es decir que no se instalan

simplemente para salvar el equipo en el punto de consumo.

Las protecciones usuales son:

Relde falta de fase.

Relde sobre temperatura de motor.

Relde mnima tensin.

Protectores integrales de motor.

Conjunto electromecnico.

Conjunto electrnico.

Amper-protector.

Protectores con espejo trmico.

Protectores locales trmicos.

Protectores locales magnticos.

Protectores electroneumticos.

Contrasentido de giro.

Fusibles

Los problemas que se pueden presentar en un motor ya sean externos del sistema o

propios, como desgastes mecnicos o prdidas de aislacin, se manifestarn rpidamente por elaumento de la temperatura de funcionamiento del elemento.

El termistor, es un sensor de temperatura que se instala en los motores y que acciona un

relen el contactor o arrancador, de tal manera que interrumpirel flujo de corriente.

Si el contactor tiene las protecciones convencionales como son los de faltas de fase,

sobretensin y sobrecorriente, temporizador y para los motores grandes, termistores, funcionandoperfectamente bien y calibrados apropiadamente, nunca se puede quemar un motor.


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Por tal razn es de suma importancia en el resultado tcnico econmico de una operacin

equipada con motores elctricos, revisar y controlar adecuadamente las protecciones. De ningunamanera se puede mantener un motor funcionando con los rels trabados mecnicamente.

El procedimiento que se debe seguir cuando se encuentra un pozo parado es el

siguiente:

Primera accin, tal vez la ms importante de todas es verificar si el contactor y el motorestn perfectamente conectados con su cable a tierra. De no estarlo, sin hacer otra cosa debellamar al servicio correspondiente y exigir que se conecte y verifique la eficacia de la puesta a

tierra. Si estcon la conexin firme, se verifica en el gabinete del contactor las luces que identificanla falla. Si la luz indicadora muestra corto circuito o falta de fase, el supervisor llamara losespecialistas comunicando la informacin que dispone y un comentario, sobre alguna otraparticularidad si la hubiera.

Si la indicacin de la parada es por sobrecarga, se procedera cortar la llave casilla o elseccionador areo, segn corresponda. Luego, verificar el sistema mecnico intentando moverel AIB con las correas. Si se mueve libremente, debe controlar la presin de lnea porque puedeser excesiva y si nada de esto ocurriera, debe sospechar una rotura de barra de bombeo (pesca).

Si estas condiciones no se hubieran dado, es decir el AIB se mueve libremente, no hay

presin anormal en la lnea de conduccin o no aparenta estar en pesca, sernecesario conectarla llave casilla, reponer el botn que indica la falla y accionar el arranque del motor. Si arranca, se

verifican las cargas en el ampermetro o bien se controlan con una pinza amperomtrica. En elcaso que reponga la energa y no arranque o bien las cargas son excesivas, se informa al servicioespecializado correspondiente para un diagnstico adecuado.

III-VI-III Fallas comunes en la Instalacin

a. Cortocircuitos: cuando se tocan dos cables de polaridad opuesta. Como la

corriente es igual a I = E/R, si la resistencia tiende a cero, la corriente tendera aumentarmucho. Al aumentar la corriente, aumenta tambin la temperatura del conductor y existe unpeligro de incendio. La proteccin, debe ser termomagntica.

b. Sobrecarga: lo normal es que ocurra al ponerse en funcionamiento el motor.

Si se mantiene por mucho tiempo, se produce una falla del motor. La proteccin: relevostrmicos.

c. Contacto a masa: en condiciones normales las masas estn aisladas, pero encaso de falla quedan bajo tensin por alguna falla. Proteccin: PAT

d. Circuito abierto: ocurre cuando se interrumpe la corriente, por ejemplo por

un cable cortado.


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VIII-VII EL RIESGO ELCTRICO

VIII-VII-I Accidentes

Los accidentes producidos por la electricidad se pueden clasificar en dos grupos:

Accidentes producidos por la electricidad atmosfrica.

Rayo o electricidad atmosfrica: consisten en una descarga elctrica instantnea entrenubes y la superficie de la tierra. Tiene una tensin de 1.000.000 voltios y una intensidad decorriente de 10.000 amperes.

Accidentes producidos por la electricidad de la actividad industrial.

La gravedad de los daos que puede causar un choque elctrico, depende no slode la resistencia, del voltaje y de la intensidad de corriente, sino tambin de la regin del cuerpoque atraviese y del tiempo que la vctima estexpuesta al paso de la corriente.

Todos los habitantes del reino animal, el hombre incluido entre ellos, son muy vulnerables

a los efectos de la corriente elctrica.

Un gabinete aislado y en falla toma potenciales peligrosos y provoca

descargas al cuerpo humano

220 V

0 V


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Una corriente elctrica del orden de los 30 miliamperes, que es una cifra DIEZ VECESMENOR de la que atraviesa el filamento de una lamparita, es capaz de causar la muerte de

una persona.

Solamente 10 miliamperes que circulen a travs del cuerpo humano por algunos segundos, sonsuficientes para provocar quemaduras de distinto orden, problemas circulatorios o

respiratorios, o daos al corazn muy graves.

Los electricistas utilizan una terminologa tcnica que no debe tenerse en cuenta por laspersonas que no tienen una formacin tcnica, ya que la misma puede dar lugar a interpretacionesequivocadas, las que pueden resultar en acciones peligrosas.

Como ejemplo, el trminoBAJA TENSIONutilizado normalmente por el profesionalelectricista, no debe ser interpretado como una garanta de seguridad, ya que el mismo correspondea tensiones de hasta 1000 Voltios, las que son a todas luces mortales.

++++INTENSIDAD TIEMPO


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MD. II - CAP. VIII: Pag. 89

Las cargas elctricas acumuladas en los polos de un generador ejercen una presin

permanente sobre los aislantes que envuelven a los conductores, o sobre los aisladores que seencuentran instalados en los propios equipos.

Una falla en esta cubierta aislante, permitirla accin de los electrones libres acumuladoscomo hemos visto en el polo negativo, los cuales inciden sobre la misma, provocando un aumento

en dicha apertura...

...y consecuentemente, infiltrndose a travs del aislante...

...para reunirse con las cargas positivas. Ciertos tipos de aislantes, como la bakelita y algunas

fibras, pueden en estas circunstancias, variar su condicin natural, transformndose en con-ductores, lo que provocarque el equipo, en ese estado, sea muy peligroso para su uso.


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La corriente elctrica busca siempre caminos para retornar al generador que le

dio origen.Por una razn tcnica, que no viene aqual caso describir, uno de los polos del generador,

casi siempre se conecta a tierra, y este es generalmente el neutro.

Con esta maniobra permitimos que las cargas elctricas que lograron fugar de losconductores a travs de los aislantes, puedan utilizar el suelo para volver al generador, o la fuentede energa.

Dado que las cargas elctricas pueden volver a la fuente de energa por la tierra, unapersona apoyada en sta, aunque sea a travs del calzado o a travs de un cuerpo conductorcomo caeras, estructuras, agua, etc., puede recibir una descarga mortal tocando uno solo delos conductores bajo tensin.

La distribucin elctrica para las mquinas de un taller, o para los equipos de una oficinase efecta, segn el caso, por medio de varios cables. Estos se identifican por medio de coloreso por numeracin en sus aislantes. Lgicamente, cada uno de ellos cumple una funcin determinada,y no deben ser intercambiados, dado que eso puede alterar el funcionamiento de los equipos.

Independientemente de eso, NINGUNOde esos cables se debe tocar porque todos

ellos son peligrosos.

Manipular o enredarse con cables siempre entraa un riesgo para las personas o para elmaterial.

La presencia de agua, de productos qumicos, y de elementos conductores tales comoelementos metlicos contribuyen a aumentar el riesgo de electrocucin.En estos lugares, todo el material elctrico, y sobre todo las herramientas elctricas

como agujereadoras y amoladoras que no se encuentren en buen estado de conservacin sonparticularmente peligrosas.

En aparatos elctricos bajo tensin, cuando los electrones libres han conseguido escaparsede los conductores a travs de los aislantes, pueden llegar a la cobertura externa de los mismos,convirtindose en un peligro para las personas que eventualmente tocaren a sta, porque atravs de ellas encuentran el camino necesario para dirigirse a tierra, y consecuentemente, retornaral generador.


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VIII-VII-II Prevencin del riesgo Elctrico

El hombre no estdesarmado frente a los riesgos que entraa la electricidad.

Precauciones para evitar los accidentes producidos por la electricidad atmosfrica:

o EVITAR: botes, nadar, playas, lomas, rboles solitarios.

o SE CORRE MENOS RIESGOS: en una hondonada, en una zanja, en bosques,

poblados, acostado en la tierra.

o SE CORRE PELIGRO: en proximidades de torres de lneas de alta tensin ocables areos, cerca de alambrados, andando en bicicleta, en una mquina vial,etc.

o EL REFUGIO MS SEGURO: casas con armazn de metal, casas conpararrayos y en menor medida, casas comunes. Autos y cuevas.

o EN LA CASA: es conveniente alejarse de ventanas abiertas, objetos metlicos,puertas, chimeneas, etc.

Cmo actuar en accidentes elctricos.

DESCONECTAR LA CORRIENTE: En el momento del accidente la actitud es ir

directamente en auxilio de la vctima. Ello es causa de nuevos y lamentables accidentes. Loprimero que hay que hacer es cortar la corriente.

ALEJAR AL ACCIDENTADO DEL LUGAR: Nunca tocar al accidentado sin

herramientas aislantes. Verificar con el detector si hay o no tensin.

APAGAR EL FUEGO: En los accidentes elctricos se producen con frecuencia arcosque provocan incendios. Debern apagarse con extintores adecuados. Slo se utiliza agua cuando

se tenga la certeza que se ha interrumpido la energa.

LLAMAR AL MDICO O ENFERMERO: Antes de pasar a tomar otras medidas (sino se estcapacitado para hacerlo) se deberllamar al enfermero y, de ser posible, que seacerque con la ambulancia.

NUNCA trate de reparar o montar equipos elctricos si no estdebidamente capacitado y autorizado por el supervisor.

NUNCA toque aparatos elctricos con las manos mojadas.


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NUNCA deje de respetar a los equipos elctricos, NO IMPORTA su voltaje.

Precauciones de accidentes producidos por la electricidad de la actividad industrial.

Para limitar el riesgo de electrocucin hay que evitar que las cargas elctricas que lograronescaparse de los conductores, lleguen a tierra atravesando el cuerpo humano.

Esto puede lograrse conectando a tierra la carcaza envolvente de las mquinas y losequipos. De esta manera las cargas libres que consigan llegar hasta ellas se desviarn hacia tierrapor la conexin, y no lo harn a travs de la persona que las toque.

Para evitar ser el intermediario, o el camino entre cargas elctricas es que el electricistase asla de stas y del suelo. Para el primer caso utiliza guantes de material aislante especial, ypara el segundo tarimas especialmente diseadas.

Una instalacin elctrica bien diseada y bien mantenida es una garanta de seguridadpara el usuario.

Toda instalacin debe ser ejecutada siguiendo una serie de normas existentes, las queaseguran que la misma cumplircon todas las exigencias en materia de seguridad.

Un electricista es un personal calificado, el cual posee estudios tcnicos y prctica en lamateria.

Pretender efectuar uno mismo reparaciones, por ms simples que parezcan, ascomoreparar un enchufe, o un cable de alimentacin, puede traer como consecuencia riesgos deelectrocucin y daos para el material o para las personas.

En las plantas, generalmente las nicas operaciones autorizadas para el personal deproduccin son todas aquellas que se llevan a cabo fuera de los tableros u otros aparatos elc-tricos, como ser accionamiento de interruptores o botoneras.


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No deben efectuarse acciones del tipo de reposicin manual de protecciones que hubiesen

actuado en forma automtica, o modificaciones en la regulacin de las mismas.

Los trabajos realizados sin precaucin, o sin conocimientos en el interior de un equipoelctrico pueden llevar a daos al propio equipo, o la persona que los ejecuta.

Las Normas de proteccin, para la seguridad de los trabajadores, deben exponerse enun lenguaje claro y entendible. Una mala interpretacin de las rdenes o de las instruccionespuede originar un accidente.

En caso de duda en la forma de ejecutar un trabajo es importante, y es obligacindel trabajador, preguntar y aclarar todos los puntos relativos a la seguridad.

Trabajos con tensin

Toda instalacin deberser considera CON TENSIN, mientras no se demuestre lo contrariocon aparatos y elementos adecuados.

Si por razones operativas es ineludible trabajar con tensin en proximidades o contacto, ESOBLIGATORIO EL USO DE ELEMENTOS DE PROTECCIN ADECUADOS: guantesaislantes, herramientas aisladas, prtigas y todo aquello que ayude a eliminar el riesgo.

Las partes metlicas de todo equipo elctrico debe tener PUESTA A TIERRA.

En el momento que se produzca una falla en un equipo elctrico, se declararFUERADE SERVICIO mediante desconexin elctrica y colocar TARJETA DE BLOQUEOcorrespondiente en el tablero de mando.

SE PROHIBE las revisiones o reparaciones BAJO CORRIENTE. Antes de realizar una

reparacin, de desconectarla mquina de la red elctrica, instalando en el lugar la TARJETADE BLOQUEO ELCTRICO.

Lneas areas de transmisin elctrica

El alcance de este punto es para todo el personal que efecte trabajos elctricos dondeexistan lneas areas y/o personal que opera cerca de las mismas.

Distancias de seguridad - Definicin

Es la separacin mnima entre cualquier punto con tensin y la parte ms prxima delcuerpo o de las herramientas utilizadas por l, a fin de prevenir descargas elctricas.


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NIVEL DE TENSIN DISTANCIA MNIMA

Hasta 24 V Sin restriccin

Ms de 24 V y hasta 33 KV 0,80 metros

66 KV 1,00 m

132 KV 1,50 m

150 KV 1,65 m

220 KV 2,15 m

330 KV 2,90 m

500 KV 3,60 m

Cuando personal NO HABILITADOpara trabajar instalaciones elctricas utiliceherramientas, aparatos o vehculos de carga y/o gras, en la proximidad de conductores desnudoso insuficientemente protegidos CON TENSIN, tienen PROHIBIDOhacerlo a distanciasinferiores a:

3 metros en instalaciones hasta 66 KV,

5 metros en instalaciones hasta 220 KV,

7 metros en instalaciones hasta 330 KV.

Generalmente se pueden observar lneas areas soportadas en los postes o torres conaisladores cermicos de color blanco o marrn. Dependiendo de la tensin , varan la cantidad ytamao de los aisladores.Habitualmente se identifican las tensiones en lneas areas teniendo en

cuenta las siguientes pautas:

Hasta 13,2 KV, UN AISLADOR por lnea fijo en la parte superior de la cruceta.

Lneas de 33 KV, TRES AISLADORES colgados en lneas.

Lneas de 66 KV, SEIS AISLADORES colgados en lneas.

Lneas de 132 KV, NUEVE AISLADORES, colgados en lneas.


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Cuando una herramienta elctrica porttil, como por ejemplo una agujereadora, se cae

al suelo, puede resultar deteriorado el estado de sus aislantes internos. Este incidente debecomunicarse al responsable de mantener el buen estado de los equipos, o debe ser causa suficiente

para llevar el artefacto a un lugar apropiado para su control.

El estado aparente de los cables y los enchufes debe verificarse antes de utilizar los

equipos elctricos, y en caso de duda acerca de su integridad hacer revisar el material por

un electricista.

Para prevenir el deterioro de los aislantes y de los conductores elctricos, stos debenprotegerse contra las acciones mecnicas, (tales como el paso de vehculos o el apoyo sobre

ellos de piezas pesadas u objetos filosos), las acciones trmicas, (como la exposicin a fuentesde calor intensas), o las acciones qumicas de productos corrosivos.

Los conductores areos por lo general no estn aislados. An si lo estuvieran, la intemperiemisma puede haber deteriorado su aislacin. Manipular en sus cercanas objetos metlicos, esmuy peligroso. SIEMPRE se deberoperar suponiendo que la aislacin no existe.

Antes de efectuar trabajos sobre una instalacin elctrica, o en sus cercanas, serecomienda preguntar al supervisor si fueron tomadas todas las prevenciones para que el trabajo

pueda ser efectuado en forma segura.

Si hubiese protecciones instaladas sobre conductores areos, bajo tensin, aun cuando stosestuviesen aislados, no deben retirarse por ninguna causa, an si su presencia pareciera intil.

Ya podemoscambiar estemotor?SI !SI !SI !SI ! !!!!


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Solo un especialista tiene las herramientas y el conocimiento para hacerlo. Debe

comunicrsele inmediatamente cualquier anomala en este sentido.

Antes de enchufar un artefacto elctrico o de reemplazar una lmpara se debe verificarque la tensin del artefacto, estampada en su carcaza o la de la lmpara corresponde a latensin de la red de distribucin.

Si se encuentra con un conductor elctrico no aislado o deteriorado, y sobre todo si solove una sola de sus extremidades, acta como si ese conductor se encontrara bajo tensin. Esdecir, NO LO TOQUE Y AVISE INMEDIATAMENTE.

Para desconectar un aparato elctrico hay que extraer el enchufe tirando de ste y nodel conductor de alimentacin.

Nunca se debe dejar una prolongacin al tomacorriente, si el otro extremo no estvinculadoa un artefacto elctrico. Una prolongacin debe unirse siempre primero al artefacto elctrico, yrecin despus al toma de pared.


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Una instalacin bien hecha, es decir segn las reglas del buen arte, por personal calificado

y habilitado, es un factor de seguridad para los trabajadores. Una modificacin, un arreglo o unaextensin, aun provisoria, de estas instalaciones SOLO PUEDE SER EFECTUADApor unespecialista.

La nica accin que puede ser efectuada por el personal no especializado es enchufarartefactos. Asimismo, debe verificar que la ficha corresponda exactamente al tomacorriente.

Nunca se debe enchufar directamente los cables en el tomacorriente.

NUNCA UTILICE AGUA PARA APAGAR UN FUEGO DE ORIGEN

ELECTRICO. Nunca un fuego puede incrementarse sobremanera en diez segundos. Tmeseese tiempo para pensar cual es el procedimiento mas adecuado para combatir el fuego que ha

detectado.

Es imperativo pensar, durante una operacin de limpieza, que no todos los aparatoselctricos estn protegidos contra las proyecciones de agua. Se debe consultar al personaladecuado ante cualquier duda en ese sentido.

Las manijas de sostn de las herramientas porttiles estn concebidas para asegurar unbuen contacto con la mano. Esta caracterstica puede ser contraproducente en caso de fallas enel aislamiento interno de estos aparatos. Ante esa eventualidad, se dan todas las condiciones

para electrocutarse. Cuidar los aparatos elctricos, y en particular evitar que permanezcan a laintemperie es cuidar su propia seguridad.

La electricidad no se presta para hacer bromas. Estas, generalmente, derivan en

tragedias. Debe tratarse siempre de disuadir a los chistosos y a los que buscan de emociones

violentas.


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Una persona en contacto con un conductor elctrico bajo tensin puede verse

imposibilitada de soltarlo o de pedir ayuda. Ante la suposicin de alguien en los alrededorescuya actitud haga suponer que se encuentra en aprietos, no debe perderse un segundo y cortar

la corriente. Es importante NO TOCARa la persona, sin haber ejecutado antes esta accin.

En toda instalacin elctrica debe existir SIEMPRE un dispositivo seccionador quepermita cortar la energa.

Estos dispositivos deben poder reconocerse fcilmente, y estar dispuestos de manera talque sean de fcil acceso. Algunos segundos en encontrar o alcanzar un dispositivo de corte sonsuficientes para causar la muerte de un accidentado.

Los conductores elctricos no deben ser utilizados como medio de traccin para movero desplazar maquinarias tales como soldadoras de arco elctrico. Antes de movilizar este tipo demaquinarias, las mismas deben desenchufarse y los conductores deben ser enrollados para evitar

que se deterioren.

0

1

ATENCIONCORTE

DE

ENERGIA

Siempre primero


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El olor a plstico o goma quemada, la sensacin de cosquilleo en la mano en contacto

con la mquina, los ruidos extraos en el interior de la misma son hechos que deben inducir aparar el trabajo y hacer reparar el artefacto.

Estprohibido entrar en un local donde existe un riesgo de explosin con unportalmparas porttil que no este diseado para trabajar en atmsferas explosivas.

Debe consultarse siempre ANTES DE INGRESAR al encargado, o al supervisor de

seguridad, si el elemento que va a utilizarse es adecuado para la zona. HACERLO LUEGO

PUEDE SER TARDE.

USAR SOLO LOS MODELOS APROPIADOS!


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Documents

Chaco 2004-M2- Cap 8 Electricidad Básica