Diferentes empalmes, amarres y/o derivaciones utilizadas en Instalaciones Eléctricas Residenciales y Comerciales

Autor: Ing. Sergio Esteban Pérez PROGRAMA SINTÉTICO 1. OBJETO DE LOS EMPALMES. 2. DIFERENTES TIPOS Y LOS NOMBRES DE LOS EMPALMES 2.1 Derivaciones eléctricas con cables de igual sección y diferente sección. 2.2 Otros tipos de derivaciones borneras, barras, terminales etc. 3. CONEXIONES A DIFERENTES ELEMENTOS O ARTEFACTOS ELÉCTRICOS 3.1 Tomas de 10 A, 20 A y otros 3.2 Criterios de selección de cables. 3.3 Puesta a tierra de equipos. 4. PASOS A SEGUIR PARA REALIZAR TRABAJOS SIN TENSIÓN 4.1. Leyes vigentes para tareas en baja tensión. 4.2. Las 5 reglas de oro 5. PARTE PRÁCTICA 5.1 Quitado de aislamiento de los cables, herramientas – dimensiones de pelado. 5.2 Realizar diferentes empalmes, herramientas. 5.3 Realizar derivaciones. 6. REVISIÓN DE LAS CONEXIONES Y DERIVACIONES 6.1 Falsos contactos – riesgo de incendio. 6.2 Temperaturas en los terminales 7. CUIDADOS CON LA ELECTRICIDAD

Empalmes en Instalaciones Residenciales y Comerciales.

Uno de los principales aspectos que debe cuidarse en la realización de cualquier tipo de instalación eléctrica son los empalmes, (también llamados: amarres, derivaciones o simplemente uniones) de los diferentes conductores, ya que de no hacerse con precisión son causa de “chispazos” o falso contacto lo que produce calor y consecuente elevación de temperatura, si se daña la aislación puede producir “cortos circuitos” de consecuencias graves, hasta puede ocasionar incendio.

1. OBJETO DE LOS EMPALMES

Ya sea por no disponer de longitud infinita de los cables, por una ampliación de la red eléctrica, reparación de una parte dañada, por cambio de equipo, etc., en muchas ocasiones es menester realizar empalmes de conductores y/o cables.

Un buen amarre, empalme, derivación o unión significa un excelente contacto físico “fijo” entre dos o más alambres o cables y su menor resistencia de contacto.

Nota: Los empalmes deben practicarse en las “bocas” o cajas de conexión prohibiéndose que el empalme quede dentro de cañería.

2. DIFERENTES TIPOS Y LOS NOMBRES DE LOS EMPALMES

2.1 Derivaciones eléctricas con cables de igual sección y diferente sección.

Existen diferentes tipos de uniones, pero las más comunes son las siguientes: Western Corto, Western Largo, Derivación Simple, Derivación Doble, Cola de rata, se muestran en la Figura 1.

Figura Nº 1. Diferentes empalmes más comunes en instalaciones eléctricas.

Western corto. Utilizado en líneas telegráficas. Su intención es soportar grandes esfuerzos mecánicos. Generalmente consta de dos espiras largas y cinco cortas.

Western largo. Similar al anterior su objetivo es obtener mayor resistencia mecánica. Mínimo seis espiras cortas y largas.

Nota: las espiras cortas son las involucradas en el “alma” del empalme, las largas “envuelven” al empalme evitando que se “desarme” en la tracción.

Cola de rata. Mínimo seis espiras largas y tres cortas. Una de las puntas se deja más larga que la otra (aproximadamente dos centímetros) para “cubrir” la otra punta con espiras cortas.

Otros empalmes y/o derivaciones se muestran en la figura Nº 2:

Derivación de nudo sencillo

Derivación de nudo doble

Derivación final. Nudo.

Empalme Recto Britania

Derivación de antena

Conector opresor

Conector o Regleta

Capuchón

Conexiones soldables

Derivación de diferentes cables.

Derivación de nudo sencillo en cable bipolar

Figura Nº 2 Diferentes tipos de empalmes usados en instalaciones

Derivación doble. Se utiliza cuando se desea obtener dos líneas a partir de una. En los tres casos mostrados el mínimo de espiras cortas es de seis por conductor derivado y el mayor es de dieciséis.

Derivación de nudo sencillo. Su objetivo es la resistencia mecánica. Mínimo seis espiras cortas.

Derivación de nudo doble. Superior a la primera asegura un buen contacto eléctrico y una excelente resistencia a la tensión mecánica.

Derivación final. Utilizada para terminar una línea. Por lo regular consta de siete espiras cortas y otras tres para terminar. Las primeras siete espiras cortas se realizan encima del conductor alimentador luego se dobla éste y se termina con otras tres espiras.

Empalme recto britannia. Su realiza para unir dos alambres gruesos utilizando alambre delgado que después se suelda.

Derivación de antena. Consta de aproximadamente seis espiras cortas y una larga. Asegura buen contacto al bajar el alambre de la antena. El cable de la antena debe estirarse.

Otra opción es utilizar conectores derivadores por desplazamiento de aislamiento, sin “pelar el cable”, suelen usarse cuando se agregan accesorios a la instalación de Automóviles.

Figura Nº 3 Empalme por desplazamiento de aislación

2.2 Otros tipos de derivaciones borneras, barras, terminales etc.

Barras a desnivel, muy útiles para separar y distinguir niveles de tensión

Figura Nº 4 Barras a desnivel

1. Barras a igual nivel soportados a bornes de un interruptor de 630 A

Figura Nº 4 Barras a desnivel

2. Tablero de distribución con barras

3. Tablero distribuido con cables

4. Borneritas aisladas, se puede conectar con tensión pero sin carga.

5. Empalme en el indentado de un terminal

6. Otras aplicaciones de borneras

3. CONEXIONES A DIFERENTES ELEMENTOS O ARTEFACTOS ELÉCTRICOS

Tablero de comando de ascensor de una velocidad

Tablero de comando de montacargas de un piso

Plano domiciliario

3.1 Tomas de 10 A, 20 A y otros

Conexión y derivación de energía de dos tomacorrientes en único bastidor:

3.2 Criterios de selección de cables

Los cables se utilizarán para alimentar uno o varios equipos, por lo cual debemos conocer el valor de corriente que circulará por el mismo, ese valor será afectado por factores de corrección según sean las condiciones en las que se encontrará instalado, ejemplo temperatura ambiente, el tiempo que circule corriente, de que manera va

instalado (si va en cañería, bandeja, subterráneo, etc.), como va agrupado (si es en tres bolillo, plano, etc.). Por lo tanto, una vez que conocemos el valor de corriente lo afectaremos a lo mencionado entonces este valor seleccionamos el cable por catálogo o por la figura anterior.

demandadaselección

II

Factores de corrección=

Luego debemos ver si cumple con el valor de caída de tensión. Circuitos de alumbrado ∆U = 3% Circuito de Fuerza Motriz ∆U = 5% Para el análisis de la selección de cables mediante caída de tensión (∆U), buscamos en tablas los valores de resistencia y reactancia, Luego se aplicará la fórmula de caída de tensión según sea el caso, a saber:

Monofásico: ∆U = 2 x L x I x (R cosϕ + X senϕ)

Trifásico: ∆U = √3 x L x I x (R cosϕ + X senϕ)

En caso de que la selección sea no adecuada se puede producir elevación de temperatura del conductor pudiendo llegar a deteriorar la aislación del cable.

3.3 Puesta a tierra de equipos

Es de gran importancia que los equipos que no posean doble aislación tengan conexión a tierra, pues si se presenta una falla de aislación las partes metálicas que no deben tener tensión pueden tenerla, por la falla, produciendo el riesgo de contacto indirecto. Esto pede ocurrir en lavarropas, secarropas, planchas heladera, etc. Además la instalación del inmueble debe poseer la correspondiente instalación.

Cable de puesta a tierra PAT (verde amarillo)

Según el sistema de protección de contactos indirectos, tendremos que seleccionar un conductor de protección, el esquema de distribución puede ser del tipo TN, TN – C, TN – S, TN – C – S, TT, IT. Debemos tener en cuenta que según la AEA 90364-7-771 Anexo C cláusula 771-C.3.1 y el Reglamento Técnico el conductor de protección irá por la misma canalización con los conductores activos. El conductor que se conecte al sistema de PAT (jabalina o malla) debe tener una sección de 25 mm2 o mayor si es de cobre y de 35 mm2 o mayor si este es de aluminio o acero/cobre según la AEA 95401 cláusula 8.3.3.2.

El cable de puesta a tierra deberá ser de igual sección que el del cable activo, recomendándose que no sea menor a 2,5 mm2 y poseerá la misma sección del conductor activo para secciones hasta 16 mm2.

Para otros valores de sección de cable de los conductores activos, se debe consultar la Tabla 771 C II Secciones mínimas de los conductores de PAT y Protección.

En la figura se muestra en forma esquemática un sistema TN – C – S, donde en la subestación y hasta el primer tablero el cable de tierra es Común con el Neutro, luego del tablero y “aguas abajo” el cable de tierra irá Separado del Neutro.

Por otra parte, existen zonas en un inmueble que se encuentra prohibida la existencia de energía eléctrica en baja tensión, por lo que se recomienda investigar normativas vigentes antes de concretar un proyecto.

Realicemos instalaciones eléctricas seguras con productos certificados.

Recomiende equipar la instalación con interruptor Diferencial, interruptores termomagnéticos adecuadamente seleccionados y una adecuada Puesta a Tierra (PAT), debiéndose realizar conforme a la Reglamentación AEA vigente.

Esquemas de ubicación de elementos de protección en circuitos eléctricos.

El circuito de la derecha posee el inconveniente que ante una falla de aislación deja a todos los circuitos sin servicio, también si la sumatoria de pequeñas fugas supera el valor de sensibilidad. Lo contrario sucede en el circuito de la izquierda.

Ahora si poseemos diferentes tableros deseamos coordinar diferenciales:

4. PASOS A SEGUIR PARA REALIZAR TRABAJOS SIN TENSIÓN

4.1. Leyes vigentes para tareas en baja tensión.

Actualmente en nuestro país se tienen presente, para la seguridad en obras y en el

trabajo, el DECRETO NACIONAL Nº 351 de la ley 19.587 (sobre medicina, higiene

y seguridad en el trabajo), según boletín oficial del 22/05/1979, y el DECRETO Nº 911

de la ley Nº 24.557 sobre Riesgos del Trabajo, con fecha del 05/08/1996, además atento

a cualquier modificación y aporte que realice la Superintendencia de Riesgos del

Trabajo (SRT).

Por ejemplo, para trabajos sin tensión se detalla en la ley 19.587 Dec. 351 Cap. 14

punto 1.1.4 y Art. 81 Dec. 911 de la ley Nº 24.557, conocidas como las 5 reglas de oro.

También se encuentra legislado distancias de seguridad según sean los niveles de

tensión

ARTÍCULO 75.- Distancias de Seguridad: (Ídem punto 1.1.5 del cap 14 Decreto 351)

Para prevenir descargas disruptivas en trabajos efectuados en la proximidad de partes no

aisladas de instalaciones eléctricas en servicio, las separaciones mínimas, medidas entre

cualquier punto con tensión y la parte más próxima del cuerpo del operario o de las

herramientas no aisladas por él utilizadas en la situación más desfavorable que pudiera

producirse, serán las siguientes:

(1) Estas distancias pueden reducirse a SESENTA CENTIMETROS (60cm.) por colocación sobre los objetos con tensión de pantallas aislantes de adecuado nivel de aislación y cuando no existan rejas metálicas conectadas a tierra que se interpongan entre el elemento con tensión y los operarios. (2) Para trabajos a distancia. No se tendrá en cuenta para trabajos a potencial. Si existen rejas, chapas o pantallas conductoras metálicas a potencial de tierra con conexión segura, (blindaje) estas distancias no rigen.

4.2. Las 5 reglas de oro

5. PARTE PRÁCTICA 5.1 Quitado de aislamiento de los cables, herramientas – dimensiones de pelado.

Las dimensiones de quitado de aislación dependerán de el tipo de cable y de su flexibilidad, esta última tiene correspondencia con la cantidad de hilos que posee, pero se puede estimar en 20 a 30 veces el diámetro del cable unipolar, siendo esta relación aceptable para cables hasta 10mm2.

5.2 Realizar diferentes empalmes, herramientas.

Empalme cola de rata

Empalme Western

5.3 Realizar derivaciones.

Derivación en T simple

Derivación en T doble

Construyendo un terminal: Cuando no se dispone de un terminal o también para soldar elementos de electrónica, ejemplo un diodo en un cable (usado en automóvil cuando se instala alarma y se da un pulso de energía a las luces de giro).

Conectores rápidos o conocidos como “capuchón”

Estos conectores los podemos ver en el interior de algunos electrodomésticos, se pueden unir dos o más cables a la vez, funcionan como un “capuchón” a un empalme tipo cola de rata. Permiten una gran rapidez en el empleo de empalme y puede desarmarse sin perder el dispositivo (en cinta o termocontraible se debe desechar). Como desventaja podemos decir que no soporta una gran tracción y ocupa lugar el empalme si lo comparamos con la unión western.

6. REVISIÓN DE LAS CONEXIONES

6.1 Falsos contactos, estos producen calor localizado que pueden dañar la aislación hasta pueden provocar incendio. Por ello suele ser de vital importancia revisar el ajuste de los elementos que pueden ocasionar falsos contactos. Se puede usar una cámara termográfica, o con cuidado de no tocar elementos bajo tensión, con una termocupla.

Los falsos contactos se suelen producir por aflojarse conexiones eléctricas debido a esfuerzos eléctricos, como suele darse en cortocircuitos o si se alimentan soldadoras al arco, y en otras ocasiones por esfuerzos mecánicos (movimientos de cables por mantenimiento, tirones, etc.)

6.2 Temperatura de los terminales.

Básicamente el terminal no debe poseer una temperatura superior a la que resiste la aislación del cable que lo contiene, siendo de 70 ºC (temperatura del cable mas la del medio ambiente) para aislaciones en PVC y de 90 ºC si es XLPE. No obstante existen otros tipos de aislantes que soportan otros valores de temperatura por lo que es necesario obtener conocimiento del aislante del cable a reemplazar.

7. CUIDADOS CON LA ELECTRICIDAD

Tan útil como peligrosa, la electricidad merece respeto. Por eso decimos que con la electricidad no se juega.

No conectemos los aparatos mediante conductores pelados en los extremos.

Evitemos accidentes, no sobrecargando los enchufes con demasiados aparatos, especialmente de alto consumo como estufas, planchas, lavarropas, etc.

Utilicemos sólo fusibles calibrados y adecuados a la instalación; así evitaremos accidentes.

Evitemos incendios, empotrando los conductores eléctricos y evitando improvisar empalmes.

No conectemos aparatos que se hayan mojado y procuremos no usar ni tocar estando descalzos, aún cuando el suelo esté seco.

Ante cualquier reparación en la instalación, desconectemos el tablero general y comprobemos la ausencia de tensión.

El peligro que ocasiona un contacto eléctrico, es mayor cuando nos encontramos en un ambiente mojado o descalzos sobre el suelo.

Revisemos periódicamente los conductores de los electrodomésticos para verificar si existen cables pelados y así evitaremos peligros de electrocución.

No permitamos que los niños se coloquen los cables eléctricos en la boca.

Cuidemos que los niños no introduzcan los dedos u objetos extraños en los enchufes. Para mayor seguridad debemos instalar protectores plásticos en los enchufes que se retirarán cuando los mismos sean utilizados.