Protección Eléctrica y Sistemas de Arranque de Motores

Red Interna de Tierra: Protección Integral

La red interna de tierra consiste en mantener todos los equipos e instalaciones al mismo potencial eléctrico. Esto asegura que, en caso de una sobretensión, no exista diferencia de potencial entre los equipos o entre partes del mismo, evitando daños personales y materiales.

Objetivos Básicos

• Asegurar que las personas en el lugar estén libres de riesgos de choques eléctricos peligrosos.
• Suministrar capacidad de conducción de corriente adecuada en magnitud y duración.
• Contribuir a un funcionamiento óptimo del sistema eléctrico.

Para construir esta red, se parte de una reja principal conectada a la red externa, desde donde se vincula de forma independiente (radial) mediante cable de cobre unipolar aislado en PVC.

Componentes Principales

• Borne de tierra del tablero principal de C.A.
• Borne de tierra de equipos de radio.
• Borne de tierra de protección para cables telefónicos y módem.

Protección Contra Descargas Atmosféricas (Rayos)

Las descargas atmosféricas, o rayos, son transferencias de cargas entre la nube y la tierra. Las descargas directas ocurren cuando se rompe el aislamiento entre la nube y la tierra, estableciendo una trayectoria ionizada escalonada que produce una corriente elevada de descarga (valor medio de 20 kA).

Los rayos tienden a seguir la ruta de menor resistencia hacia la tierra, que a menudo se encuentra en objetos altos o metálicos como edificios, torres, casas, tanques o personas.

En cierto modo, el pararrayos atrae los rayos, ya que, sin él, el rayo caería en otra parte. La función del pararrayos es proporcionar un camino de menor resistencia que el aire hacia la tierra.

El pararrayos es la principal protección contra las descargas atmosféricas.

Ubicación y Cantidad

• Ubicación: Partes elevadas e instalaciones o estructuras específicas.
• Cantidad: Depende de la superficie y alturas que se quieran proteger.

Tipos de Pararrayos

• Plantas de poca superficie: Franklin (de puntas).
• Plantas de poca altura y gran superficie: Pararrayos piezoeléctrico o iónico.

Protección Contra Sobretensiones por Energía

Estos dispositivos protegen los equipos alimentados con C.A. contra descargas directas o indirectas, ya que los cables de alimentación de las empresas distribuidoras de electricidad actúan como antenas naturales.

La falta de estos protectores puede causar problemas en equipos de alta tecnología como computadoras, plaquetas y tableros inteligentes.

Tipos de Protecciones

• Descargadores autoválvulas: Ubicados cerca del medidor, se utilizan para sobretensiones de larga duración.
• Protectores en el tablero principal de C.A.: Protegen contra todo tipo de sobretensiones.

Protección para Cables Telefónicos

Estos protectores resguardan los equipos contra descargas directas o indirectas, ya que los cables de alimentación de las empresas de telecomunicación también actúan como antenas naturales.

La falta de estos protectores puede causar problemas en la central telefónica, central de alarmas, computadoras, etc.

Características

• Uso: Cables telefónicos tanto de ingreso como de egreso.
• Cantidad: 1 por par de abonado.
• Tensión nominal: 230 V.
• Corriente de descarga: 10 kA (1 kA = 1000 A).
• Tiempo de actuación: 30 nanosegundos.

Arrancadores a Tensión Reducida para Motores

El arranque directo de motores puede causar problemas eléctricos o mecánicos relacionados con las corrientes de inserción en el momento del arranque. Los arrancadores a tensión reducida evitan estos inconvenientes.

Al aplicar una tensión menor a la nominal durante el arranque, se limita la corriente proporcionalmente a la tensión aplicada. Esto reduce el consumo de energía en el momento del arranque.

Problemas Eléctricos

Si la capacidad de la red eléctrica para suministrar potencia a la carga es limitada, el arranque del motor causará trastornos en el servicio. Las elevadas corrientes de arranque propias de un motor asíncrono causarán grandes caídas de tensión en la línea, perjudicando el funcionamiento de otros consumidores conectados al mismo punto de la red. Por ejemplo, las lámparas de iluminación parpadearán o se apagarán.

Problemas Mecánicos

Arrancar un motor con los accionamientos convencionales implica esfuerzos de torsión en el eje del motor y el acoplamiento mecánico, reduciendo su vida útil. También puede dañar el producto contenido en la máquina, como la caída de envases transportadores en la cinta o incluso el corte de la misma.