Seguretat i mesura

 

Seguretat i mesura

El corrent elèctric pot causar efectes immediats com cremades, rampes o fibril·lacions, i efectes tardi-us com trastorns mentals. A més pot causar efectes indirectes com caigudes, cops o talls.

La importància dels instruments elèctrics de mesura es incalculable, ja que mitjançant el us d’ells es mesuren i indican magnituds elèctriques, com corrent, carrega, potencial i energia, o les característiques elèctriques dels  circuits, com la resistència, la capacitat, la capacitància i la inductància.

A mes que permeten localitzar les causes d’una operació defectuosa en aparells elèctrics en els que, com es bé sabut, no es possible apreciar el seva funcionament en una forma visual, como en el cas de un aparell mecànic..

 

Alta i  baixa tensió

D’acord amb el Reglament Electrotècnic de Baixa Tensió, les instal·lacions elèctriques de baixa tensió son aquelles que la tensió nominal es igual o inferior a 1000 V per corrent alterna i 1.500 V per a corrent continua. Per a sobre d’aquests valors es tracta d’alta tensió.

Un perill afegit de l’alta tensió es que no es necessari arribar a totes les parts en tensió. Basta aproximar-nos per que pugui saltar una espurna pel aire des de certa distancia, lo que fa enganyosa la sensació de seguretat.

Lo que causa els danys realment no es la tensió, sinó la corrent elèctrica. Però, segons la llei d’Ohm, a major tensió aplicada, major intensitat circula per una resistència donada. La resistència del cos humà es molt variable i depèn de la fisiologia de la persona, la sudoració, etc. Varia d’unes persones a altres i inclús en una mateixa persona segons les circumstàncies. També dependran dels punts de contacte amb el cos i de si s’interposen prenent o altres objectes aïllants. Se solen prendre com valor de compromís uns 1000 ohms de resistència per a el cos humà.

Es denomina tensions de seguretat les de menys de 24 volts, per a locals o emplaçaments humits o mullades, i de menys de 50 volts per locals o emplaçaments secs.

 

Perill de la electricitat

La energia elèctrica es una de les fonts energètiques més utilitzades en el mon modern. Això darrera com conseqüència alguns perills en el seu us en tots els àmbits: empresa, comerç, casa, etc.

Els incendis provocadors per causes elèctriques poden succeir per sobreescalfament de cables o equips sota tensió degut a sobrecàrrega dels conductors. sobreescalfament degut a falles en termòstats o ferrades en equips de tall de temperatura, fugues degudes a errades de aïllament, auto ignició deguda a sobreescalfament de materials inflamables ubicats massa a prop o dintre de equips sobte tensió, quan en operacions normals poden arribar a estar calents o ignició de materials inflamables per espurnes o arcs elèctrics.

Un xoc elèctric pot causar des d’una sensació de pessigolles a un desagradable estímul dolorós o inclús una pèrdua total del control muscular i arribar a la mort.

La fibril·lació ventricular, modificació del ritme cardíac, es el efecte més perillós ja que a menys que es disposi d’un desfibril·lador, o s’estigui en un centre mitjà, es tracte d’un esdeveniment espontanis que provoca la mort.

La tetanització produeix la contracció involuntària dels músculs de les extremitats fent que la víctima pugui quedar enganxada al conductor i arribant a provocar la mort per asfixia. També poden projectar a la víctima cap enrere i provocar cops o caigudes.

Les cremades es produeixen obeint a llei de Joule i es directament proporcional al quadrat de la intensitat. El calor produït pot ser molt gran i provocar cremadores molt greus.

 

Sistemes de protecció

Un mètode de protecció és la separació dels elements perillosos allunyant-los de les persones per evitar un possible contacte. És el cas de les línies elèctriques d’alta tensió, allunyades en alçada, o dels centres de transformació, protegits per reixes, parets i portes amb clau.

Un altre mètode és l’aïllament, envoltant les parts en tensió mitjançant aïllants que facin impossible el contacte amb aquestes.

Un tipus especial és el doble aïllament que s’aplica en molts petits electrodomèstics. Consisteix en completar l’aïllament funcional amb un segon aïllament de protecció, de tal manera que. en cas de fallada del primer, cap part metàl·lica accessible pugui quedar en tensió. Els receptors, el sistema de protecció dels quals és el de doble aïllament, s’identifiquen amb el símbol d’un quadrat dins d’un altre. S’utilitza en petits receptors i eines elèctriques portàtils.

També es pot aplicar com a mètode de protecció l’ús de tensions de seguretat que pel seu baix valor, no provoquen efectes perillosos.

Com a protecció complementària s’utilitzen els interruptors automàtics i diferencials i la posada a terra de les instal·lacions, que permeten que en cas que es presenti un risc elèctric per a la instal·lació o les persones, es suprimeixi automàticament el subministrament d’energia elèctrica.

Sistemes de protecció Un mètode de protecció és la separació dels elements perillosos, allunyant-los de les persones per evitar un possible contacte. És el cas de les línies elèctriques d’alta tensió, allunyades en alçada, o dels centres de transformació, protegits per reixes, parets i portes amb clau.

Un altre mètode és l’aïllament, envoltant les parts en tensió mitjançant aïllants que facin impossible el contacte amb aquestes.

Un tipus especial és el doble aïllament que s’aplica en molts petits electrodomèstics. Consisteix en completar l’aïllament funcional amb un segon aïllament de protecció, de tal manera que. en cas de fallada del primer, cap part metàl·lica accessible pugui quedar en tensió. Els receptors, el sistema de protecció dels quals és el de doble aïllament, s’identifiquen amb el símbol d’un quadrat dins d’un altre. S’utilitza en petits receptors i eines elèctriques portàtils.

També es pot aplicar com a mètode de protecció l’ús de tensions de seguretat, que. pel seu baix valor, no provoquen efectes perillosos.

Com a protecció complementària s’utilitzen els interruptors automàtics i diferencials i la posada a terra de les instal·lacions, que permeten que en cas que es presenti un risc elèctric per a la instal·lació o les persones, es suprimeixi automàticament el subministrament d’anergia elèctrica.

 

Aparells de protecció

Els Interruptors Automàtics Magnetotèr-mics actuen en el cas de sobrecàrrega o curtcircuit.

Les sobrecàrregues són increments d’intensitat molt menors que els produïts pels curtcircuits, en què es pot arribar amés de sis vegades el corrent nominal. La sobre intensitats redueix en increment de temperatura els conductors, moment en el qual els Interruptors obren el circuit evitant danys majors.


Els Interruptors Diferencials.
 

Actuen obrint el circuit en presentar una corrent de fuga. 'en alguna part del circuit. Aquesta fuga de corrent pot deure a un aïllament deteriorat o pot produir a través d’alguna persona generant-li un risc de mort per electrocució.

Els interruptors diferencials dels habitatges tenen una sensibilitat de 30 mA. Quan una fuga supera aquest valor. l'ID detecta que en la instal·lació entra més intensitat de la que surt i obre el circuit en un temps prou ràpid per evitar danys greus en les persones.


A més,
 amb la connexió a terra, s’uneixen a terra totes les parts metàl·liques susceptibles de posar-se sota tensió per una avaria (canonades, baranes, carcasses i altres elements metàl·lics). Amb la connexió a  terra en cas de fallada d’aïllament del corrent de fuga té lloc pel cable de terra, fent saltar l’interruptor diferencial abans que una persona toqui la aparten tensió i serveixi, ella mateixade connexió de fuga a terra.

 

Les cinc regles d’or

Encara que hi ha diverses formes d’aplicar-les segons les instal·lacions on es treball substacions, línies de transport d’energia. etc., són:

1. Obrir amb tall visible o tall efectiu totes les fonts de tensió mitjançant interruptors o seccionadors que assegurin la impossibilitat del seu tancament intempestiu.

2. Enclavament o bloqueig, si és possible, dels aparells de tall i senyalització en el comandament d’aquests.

3. Coneixement de l’absència de tensió.

4. Posada a terra i en curtcircuit de totes les possibles fonts de tensió.

5. Col·locar els senyals de seguretat adequades, Z-3 delimitant la zona de treball.


Cort visible és la interrupció del circuit de manera que es pugui comprovar a simple vista inequívocament. Cort efectiu és aquell que interromp el circuit i que. encara que no permet la seva comprovació visual, la seva posició obert és comprovable i senyalitzada per un mètode segur.


Errors de mesura

La part fonamental de tot procés de mesura és la comparació de certa quantitat de la magnitud que volem mesurar amb una altra quantitat d’aquesta que s’ha triat com a unitat patró. En aquest procés s’utilitzen els instruments de mesura que prèviament estan calibrats en les unitats patró utilitzades.

Un instrument de mesura es caracteritza pels següents factors:

Sensibilitat. És la variació de la magnitud a mesurar que és capaç d’apreciar l’instrumenta. Major sensibilitat d’un aparell indica que és capaç de mesurar variacions més petites de la magnitud mesurada.

Precisió. La mesura que és capaç d’apreciar un instrument. Està relacionada amb la sensibilitat. A major sensibilitat, menors variacions és capaç d’apreciar, mesures més petites ens donarà l’instrument.

Un instrument ha de ser capaç de mesurar la xifra més petita de la seva escala. Podem distingir dos tipus d’errors que s’utilitzen en els càlculs:

Error absolut. És la diferència entre el valor de la mesura i el valor exacte.

Error relatiu. És el quocient (la divisió) entre l’error absolut i el valor exacte. Si es multiplica per 100 s’obté el tant per cent (%) d’error.

 

Voltímetres i Amperímetres

Per mesurar tensió utilitzem el voltímetre.

Està format per una bobina de moltes espires i molt poca secció, pel que presenta una gran resistència interna, necessària per poder connectar en paral·lel dels llocs on es pretén realitzar la mesura, desviant per ell molt poca corrent.

La intensitat de corrent es mesura amb l’amperímetre. Està constituït per una bobina amb molt poques espires i una gran secció, pel que presenta una resistència interna pràcticament nul·la. Es connecta en sèrie amb el receptor al qual volem mesurar la intensitat que consumeix.

El òhmmetre, està constituït per un galvanòmetre (amperímetre) amb l’escala graduada en ohms i una font d’alimentació (pila) en sèrie. Per realitzar la mesura és necessari desconnectar o aïllar l’element a mesurar de la xarxa. Les puntes de les pinces es col·loquen en els extrems de la resistència a mesurar, i el valor llegit a l’escala es pren directament.

Un multímetre. també denominat pulsímetre, testera multitester, és un instrument que ofereix la possibilitat de mesurar diferents magnituds en el mateix dispositiu. Les més comunes són les de voltímetre. amperímetre i òhmmetre.

La pinça amperimètrica és un tipus especial de amperímetre que evita haver d’obrir el circuit en el qual es vol mesurar el corrent. Es basa en la mesura indirecta del corrent a partir del camp magnètic que genera.

 

Mesura de potència

Per a la realització de mesures de potència activa, cal distingir si es fa en corrent continu o altern, ja que en contínua es pot dir que tota la potència és activa. La mesurarem amb el wattímetre, que bàsicament està format per dues bobines, una amperimètrica i una altra voltímetre: amb aquesta última es connecta en sèrie una resis-tència òhmica que s’encarrega de corregir el desfasament de tensió i intensitat en el cas de corrent altern.

La forma de connexió del wattímetre és igual tant per a corrent continu com per a corrent altern, això sí. l’aparell ha de ser per aquest tipus de corrent. La connexió es pot realitzar de forma directa al circuit o es poden connectar de forma indirecta mitjançant transformadors de mesura.

Per a la mesura de potència reactiva s’utilitza el varímetre.

Bàsicament. és similar al wattímetre, però amb la diferència que cal incorporar a l’aparell un desfasament de 90 ° entre la tensió i la intensitat en la bobina voltimétrica. Per a això es recorre a connectar bobines i condensadors amb la resistència òhmica del wattímetre, de manera que s’obté així la mesura de la potència reactiva del circuit.

El factor de potència es mesura de forma directa amb el fasímetre que pot ser inductiu o capacitiu. depenent del tipus de receptor, segons predominin les bobines o els condensadors. Igual que el varímetre, només s’utilitza en corrent alterna i pot ser tant monofàsic com trifàsic.

 

Comptadors d’energia 

El comptador d’energia és un aparell que fa la integració de potència i temps. Poden ser analògics o digitals. Encara que aquests últims s’estan imposant causa de la seva fiabilitat, les seves prestacions i la seva reduïda grandària.

Actualment s’implanten sovint comptadors que permeten la lectura distància via mòdem, i també aquells que incorporen maxímetre (potència màxima) i rellotges per a tarifes múltiples.

Pel que fa a la seva connexió, és vàlid tot l'exposat anteriorment per a mesures de potència, quant a activa, reactiva i les seves connexions.

Com a exemple de connexió d’aquests aparells tenim la connexió de comptador monofàsic, i la connexió de comptadors trifàsics de forma directa o mitjançant transformadors de mesura. 

 

Errors de mesura

La part fonamental de tot procés de mesura és la comparació de certa quantitat de la magnitud que volem mesurar amb una altra quantitat d’aquesta que s’ha triat com a unitat patró. En aquest procés s’utilitzen els instruments de mesura que prèviament estan calibrats en les unitats patró utilitzades.

 

Un instrument de mesura es caracteritza pels següents factors:

Sensibilitat. És la variació de la magnitud a mesurar que és capaç d’apreciar l’instrumenta. Major sensibilitat d’un aparell indica que és capaç de mesurar variacions més petites de la magnitud mesurada.


Precisió. La mesura que és capaç d’apreciar un instrument. Està relacionada amb la sensibilitat. A major sensibilitat, menors variacions és capaç d’

 

Apreciar, mesures més petites ens donarà l’instrument.

Un instrument ha de ser capaç de mesurar la xifra més petita de la seva escala.

Podem distingir dos tipus d’errors que s’utilitzen en els càlculs: Error absolut. És la diferència entre el valor de la mesura i el valor exacte. Error relatiu. És el quocient (la divisió) entre l’error absolut i el valor exacte. Si es multiplica per 100 s’obté el tant per cent (%) d’error.

 

Amperímetres i voltímetres Per mesurar tensió utilitzem el voltímetre.

Està format per una bobina de moltes espires i molt poca secció, pel que presenta una gran resistència interna, necessària per poder connectar en paral·lel dels llocs on es pretén realitzar la mesura, desviant per ell molt poca corrent.

La intensitat de corrent es mesura amb l’amperímetre. Està constituït per una bobina amb molt poques espires i una gran secció, pel que presenta una resistència interna pràcticament nul · la. Es connecta en sèrie amb el receptor al qual volem mesurar la intensitat que consumeix.

El òhmmetre, està constituït per un galvanòmetre (amperímetre) amb l’escala graduada en ohms i una font d’alimentació (pila) en sèrie. Per realitzar la mesura és necessari desconnectar o aïllar l’element a mesurar de la xarxa. Les puntes de les pinces es col·loquen en els extrems de la resistència a mesurar, i el valor llegit a l’escala es pren directament.

Un multímetre. també denominat pulsímetre, testera multitester, és un instrument que ofereix la possibilitat de mesurar diferents magnituds en el mateix dispositiu. Les més comunes són les de voltímetre. amperímetre i òhmmetre.

La pinça amperimètrica és un tipus especial de amperímetre que evita haver d’obrir el circuit en el qual es vol mesurar el corrent. Es basa en la mesura indirecta del corrent a partir del camp magnètic que genera.

Mesura de potència Per a la realització de mesures de potència activa, cal distingir si es fa en corrent continu o altern, ja que en contínua es pot dir que tota la potència és activa. La mesurarem amb el wattímetre, que bàsicament està format per dues bobines, una amperimètrica i una altra voltímetre: amb aquesta última es connecta en sèrie una resistència òhmica que s’encarrega de corregir el desfasament de tensió i intensitat en el cas de corrent altern.

La forma de connexió del wattímetre és igual tant per a corrent continu com per a corrent altern, això sí. l’aparell ha de ser per aquest tipus de corrent. La connexió es pot realitzar de forma directa al circuit o es poden connectar de forma indirecta mitjançant transformadors de mesura.

Per a la mesura de potència reactiva s’utilitza el varímetre.

 

Bàsicament. és similar al wattímetre, però amb la diferència que cal incorporar a l’aparell un desfasament de 90 ° entre la tensió i la intensitat en la bobina voltimétrica. Per a això es recorre a connectar bobines i condensadors amb la resistència òhmica del wattímetre, de manera que s’obté així la mesura de la potència reactiva del circuit.

 

Aquest aparell és exclusiu per corrents alterns.

El factor de potència es mesura de forma directa amb el fasímetre que pot ser inductiu o capacitiu. depenent del tipus de receptor, segons predominin les bobines o els condensadors. Igual que el varímetre, només s'utilitza en corrent alterna i pot ser tant monofàsic com trifàsic.

 

Màquines de c.c.

 

Força electromotriu

Força electromotriu

 

Excitació independent

Excitació independent

 

Excitació sèrie

Excitació sèrie

 

Excitació paral·lel

Excitació paral·lel

 

Excitació composta

Excitació composta

 

Potència i rendiment

Potència i rendiment

 

Força i par motor

Força i par motor

 

Regulació de velocitat

Regulació de velocitat