Aislamiento de interruptores: requisitos para el aislamiento de electrodomésticos e industriales.
El funcionamiento seguro de todo tipo de equipos eléctricos depende directamente del estado real de los materiales aislantes que se incorporan en el diseño de las partes vivas de cada producto de instalación.Si se rompe el aislamiento de los interruptores, puede producirse un corte de energía, un incendio o incluso un accidente.
Te contamos todo sobre los tipos de aislamiento que garantizan la total seguridad en el uso de dispositivos de conmutación. El artículo que hemos propuesto describe en detalle opciones naturales y sintéticas, convencionales y mejoradas. Se dan características del etiquetado y se dan consejos a los compradores.
El contenido del artículo:
Protección de aislamiento de equipos eléctricos.
Los materiales aislantes brindan protección a las personas y animales circundantes contra descargas eléctricas. Solo hay una condición: debe elegir el dieléctrico consumible adecuado, su forma, grosor, parámetros de voltaje de funcionamiento (puede ser diferente, así como el diseño del dispositivo).
Además, las condiciones de producción o de funcionamiento doméstico de un dispositivo eléctrico complejo pueden tener un impacto significativo en la calidad de los aisladores. La calidad del aislamiento, el espesor y el grado de resistencia eléctrica deben corresponder a las influencias ambientales reales y a las condiciones de funcionamiento estándar.
La información sobre cómo comprobar el voltaje en una toma de corriente se encuentra en próximo artículo, con el que le recomendamos que se familiarice.
La composición del aislamiento eléctrico puede incluir tanto una capa dieléctrica de cierto espesor como una forma estructural (carcasa) hecha de material dieléctrico. El dieléctrico cubre toda la superficie de los elementos portadores de corriente del equipo o solo aquellos elementos portadores de corriente que están aislados de otras partes de la estructura.
Tipos de materiales aislantes
Los fabricantes que producen interruptores eléctricos modernos, que se utilizan en edificios residenciales, de oficinas e industriales, distinguen los siguientes tipos de aislamiento eléctrico: de trabajo (principal), adicional, doble, reforzado.
Aislamiento de trabajo (básico)
Esta, en esencia, es la principal protección de las instalaciones eléctricas, que asegura su funcionamiento normal y estable, sin cortocircuitos, y protege a los consumidores del contacto directo con partes bajo tensión.
El aislamiento de trabajo, según las normas, debe cubrir toda la superficie de alambres, cables y otros elementos por donde pasa la corriente eléctrica. Por ejemplo, los cables eléctricos siempre están cubiertos con aislamiento.
Debe garantizar la resistencia contra todas las posibles influencias externas que puedan surgir durante el funcionamiento de los interruptores eléctricos en caso de exposición sincrónica a campos de fuerza, calentamiento térmico, fricción mecánica y manifestaciones ambientales agresivas.
Los factores enumerados afectan negativamente las características eléctricas de los materiales dieléctricos (aislantes), también pueden provocar un deterioro irreversible de las cualidades útiles, es decir, el aislamiento estará sujeto a un desgaste rápido.
Si hablamos del funcionamiento industrial de interruptores, entonces el personal de la empresa debe comprobar periódicamente la tasa de desgaste de las estructuras aislantes y tomar medidas preventivas oportunas para controlar sus propiedades protectoras.
Mantener responsablemente un alto nivel de resistencia de aislamiento reduce posibles fallas a tierra, fallas en el marco y descargas eléctricas.
En redes eléctricas pequeñas y escasamente ramificadas, la resistencia del aislamiento es un factor de seguridad importante. La inspección del aislamiento principal puede ser una prueba de aceptación, realizada inmediatamente después del trabajo de instalación o reparación, o periódica, realizada durante el funcionamiento del equipo al menos una vez al año.
En talleres muy húmedos el control se realiza de 2 a 4 veces al año de forma continuada. Las mediciones se realizan utilizando un dispositivo de medición digital para controlar el aislamiento: un megaóhmetro.
El monitoreo periódico de la resistencia del aislamiento en los interruptores instalados se lleva a cabo en los sitios de producción, donde los equipos están expuestos con el tiempo a los efectos negativos de los vapores químicos cáusticos, la humedad, el polvo y las temperaturas elevadas. En este caso se puede dañar el aislamiento de los interruptores. Los dispositivos con aislamiento dañado son peligrosos para la vida humana.
Las PUE (Reglas de instalación eléctrica) de la industria adoptadas en Rusia requieren mediciones periódicas de la resistencia de aislamiento, que está presente en las redes de suministro de energía a partir de 1 kV.
La resistencia de los materiales dieléctricos en la red de instalaciones de iluminación en el área entre 2 fusibles adyacentes, entre cualquier cable y tierra, así como entre dos cables cualesquiera, no debe ser < 0,5 MOhm.
Este indicador no es aplicable en la práctica a cables aéreos de dispositivos eléctricos externos, a instalaciones ubicadas en habitaciones extremadamente húmedas, porque la resistencia en ellas no es constante y depende de la humedad del aire.
Cabe señalar especialmente que si no existen normas de aislamiento para dichas instalaciones, la dirección de la empresa debe tener en cuenta este factor y tomar todas las medidas para el funcionamiento seguro de los dispositivos y controlar más de cerca el estado actual de los materiales aislantes.
Según el PUE, la medición de la resistencia del aislamiento eléctrico debe realizarse con un voltaje de al menos 500 V y la prueba del aislamiento de cables multipolares con un voltaje de 6-10 kV.
La determinación de la integridad de los núcleos de los cables que transportan corriente y la verificación de su conformidad con un megger deben ser realizadas por al menos 2 personas. Las reglas exigen que uno de ellos tenga una autorización no inferior al grupo IV, y el segundo: no inferior al grupo III.
Razones para dispositivos de protección adicionales
Se coloca aislamiento adicional en instalaciones eléctricas con una tensión de funcionamiento de hasta 1 kV. Se trata de un aislamiento independiente, que se montará junto con el aislamiento principal del equipo con el fin de proteger los interruptores en casos de funcionamiento difíciles y peligrosos en caso de contacto indirecto con elementos dañinos.
Principalmente, cumple la función de contrarrestar las descargas eléctricas si se daña la capa aislante principal. Un ejemplo práctico de aislamiento adicional son las carcasas de interruptores de plástico, casquillos aislantes, carcasas, tubos de plástico y otros tipos de dieléctricos.
Para este tipo de aislamiento se utilizan materiales que difieren en sus propiedades físicas de las formas estándar de dieléctricos, que son el principal aislamiento de los aparatos eléctricos.
Esto se hace teniendo en cuenta el hecho de que incluso en las condiciones de funcionamiento o métodos de almacenamiento más desfavorables de los equipos eléctricos, es poco probable que el aislamiento principal, el de trabajo y el adicional se dañen simultáneamente.
Ventaja del doble aislamiento.
Un peligro potencial para las personas como una descarga eléctrica durante el contacto indirecto con elementos del equipo se puede reducir significativamente instalando un doble aislamiento.
Estos materiales protectores duraderos se utilizan en dispositivos eléctricos donde están presentes voltajes de hasta 1 kV. Aquí hay 2 grados de protección: básico y adicional. Los fabricantes instalan doble aislamiento en diversos dispositivos eléctricos: lámparas de mano, herramientas eléctricas de mano y transformadores de aislamiento.
El significado práctico del doble aislamiento radica en el hecho de que, además de la capa principal, hay una capa dieléctrica. Coloque la segunda capa aislante en las partes de los interruptores que transportan corriente. Protege a una persona del contacto con metales conductores de corriente, que bien pueden estar bajo alto voltaje.
Para evitarlo, las carcasas metálicas de los equipos eléctricos de alta tecnología se cubren con una capa de aislante, los mangos, botones y paneles de control se fabrican a base de dieléctricos.
En los electrodomésticos también están aislados los botones, los cables y la carcasa de metal. La desventaja de este tipo de revestimiento es su fragilidad mecánica relativamente alta: existe una posibilidad teórica de destrucción de la capa aislante debido a impactos mecánicos repetidos.
Debido a esto, las piezas metálicas de los aparatos eléctricos que no transportan corriente pueden quedar bajo tensión. Por ello, es muy importante medir el estado físico del aislamiento con instrumentos adecuados, de acuerdo con el esquema eléctrico.
Cabe señalar que la destrucción de la segunda capa de aislamiento no puede afectar de ninguna manera el funcionamiento principal de los dispositivos y, por regla general, no se detecta en el momento de la prueba. Tiene sentido utilizar doble aislamiento para aquellos tipos de equipos eléctricos que, en uso doméstico, no estarán sujetos a golpes mecánicos ni presión sobre partes vivas.
La protección más fiable para las personas la proporcionará un doble aislamiento en los equipos cuya carcasa esté hecha de material aislante no conductor: sirve como garantía contra descargas eléctricas peligrosas.
La carcasa no conductora de los dispositivos protegerá contra la corriente no solo en caso de averías dieléctricas dentro del producto, sino también en caso de contacto humano accidental con elementos portadores de corriente. Si se destruye la carcasa, se alterará la disposición estructural de las piezas y elementos y el dispositivo dejará de funcionar.
Si tiene protección funcionará automáticamente y desconectará de la red el producto defectuoso. En la carcasa metálica de los dispositivos, unos casquillos especiales realizan la función de aislamiento adicional.
A través de ellos, el cable de red pasa al interior de la carcasa y juntas aislantes separan el motor eléctrico del equipo de la carcasa. La placa de identificación de un aparato eléctrico con doble aislamiento lleva la imagen de un símbolo especial: un cuadrado situado dentro de otro cuadrado.
¿Por qué se necesita aislamiento reforzado?
En condiciones de producción, hay casos en los que el uso de doble aislamiento es bastante problemático debido a las características de diseño de los dispositivos eléctricos.Por ejemplo, en interruptores, portaescobillas, etc. Luego hay que utilizar otro tipo de protección: el aislamiento reforzado.
El aislamiento reforzado se instala en instalaciones eléctricas con una tensión nominal de hasta 1 kV. Es capaz de proporcionar un grado de protección contra descargas eléctricas equivalente a las propiedades del doble aislamiento.
De acuerdo con los requisitos de GOST R 12.1.009-2009 SSBT, el aislamiento reforzado puede tener varias capas de dieléctrico, cada una de las cuales no se puede probar por separado para detectar fallas por cortocircuito, sino solo en su forma completa.
Dieléctricos naturales y sintéticos.
Los materiales aislantes, también conocidos como dieléctricos, se dividen según su origen en naturales (mica, madera, látex) y sintéticos:
- aislantes de películas y cintas a base de polímeros;
- barnices y esmaltes aislantes eléctricos: soluciones de sustancias formadoras de película a base de disolventes orgánicos;
- Compuestos aislantes que se endurecen en estado líquido inmediatamente después de su aplicación sobre elementos conductores. Estas sustancias no contienen disolventes, según su finalidad se dividen en compuestos de impregnación (procesamiento de devanados de aparatos eléctricos) y compuestos de encapsulado, que se utilizan para rellenar acoplamientos de cables y cavidades de dispositivos y unidades eléctricas con fines de sellado;
- Materiales aislantes en láminas y rollos, que consisten en fibras no impregnadas de origen orgánico e inorgánico. Puede ser papel, cartón, fibra o tela. Están fabricados en madera, seda natural o algodón;
- Las telas lacadas con propiedades aislantes son materiales plásticos especiales a base de tela, impregnados con una composición aislante eléctrica que, después del endurecimiento, forma una película aislante.
Los dieléctricos sintéticos tienen características eléctricas y físico-químicas que son importantes para el funcionamiento confiable de los dispositivos, determinadas por la tecnología específica de su producción.
Son ampliamente utilizados en las industrias modernas de ingeniería eléctrica y electrónica para comercializar los siguientes tipos de productos:
- cubiertas dieléctricas de cables y productos conductores;
- marcos de productos eléctricos, como inductores, carcasas, bastidores, paneles, etc.;
- elementos de accesorios de instalación eléctrica: cajas de distribución, enchufes, enchufes, conectores de cables, interruptores, etc.
También se producen placas de circuitos impresos electrónicos, incluidos paneles utilizados para cablear conductores.
Clasificación de materiales aislantes.
El aislamiento eléctrico de los electrodomésticos se divide en las clases correspondientes:
- 0;
- 0yo;
- I;
- II;
- III.
Los dispositivos con clase de aislamiento “0” tienen una capa aislante funcional, pero sin el uso de elementos de puesta a tierra. Su diseño no dispone de abrazadera para conectar el conductor de protección.
Los dispositivos con aislamiento clase “0I” tienen aislamiento + elemento de puesta a tierra, pero contienen un cable para conectarse a una fuente de alimentación que no tiene conductor de tierra.
Los aparatos con aislamiento Clase I contienen un cable de 3 hilos y un enchufe de 3 clavijas. Los dispositivos de instalación eléctrica de esta categoría están sujetos a instalación con conexión a tierra.
En el uso doméstico se encuentran a menudo aparatos eléctricos con aislamiento de clase “II”, es decir, doble o reforzado. Dicho aislamiento protegerá de manera confiable a los consumidores de descargas eléctricas si se daña el aislamiento principal del dispositivo.
Los productos equipados con doble aislamiento duradero se designan en equipos eléctricos con el signo B, que significa: "aislamiento en aislamiento". Los dispositivos que contengan tal señal no deben neutralizarse ni conectarse a tierra.
Todos los dispositivos eléctricos modernos con aislamiento de clase III pueden funcionar en redes de suministro de energía con una tensión nominal no superior a 42 V.
La seguridad absoluta al activar equipos eléctricos la proporciona detectores de proximidad, el artículo que recomendamos le presentará las características del dispositivo, sus principios operativos y sus tipos.
Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.
El video contiene instrucciones sobre cómo usar una marca popular de megaóhmetro:
Una breve revisión en video de los materiales aislantes y los métodos para proteger las partes portadoras de corriente de los accesorios de instalación eléctrica:
Se utilizan tipos especiales de aislamiento al equipar interruptores industriales, por ejemplo, de aire o aceite. No se utilizan en la vida cotidiana. Si ha encontrado un mal funcionamiento del aislamiento de los interruptores en producción, debe comunicarse con especialistas que dan servicio a las instalaciones eléctricas.
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Quería mencionar la importancia de elegir el aislamiento para los conductores eléctricos. Las condiciones climáticas de funcionamiento y el método de instalación son muy importantes aquí. ¿Cómo se comportará el aislamiento, supongamos en caso de incendio, liberará sustancias tóxicas, cuánto tiempo resistirá la quema al aire libre? De todos estos momentos puede depender la vida de alguien, y muchas veces la nuestra propia. Creo que debemos abordar esta cuestión con mucho cuidado.
De hecho, un porcentaje muy pequeño de personas hace este tipo de preguntas cuando se trata de cableado, y mucho menos de la calidad de su aislamiento. Si el desarrollador contrata a un electricista, esto a menudo se hace con un cumplimiento mínimo de GOST y SNiP. En este caso, nadie gastará dinero en materiales aislantes que puedan soportar temperaturas de hasta 900 grados.
En cuanto a la liberación de sustancias tóxicas durante la combustión, este indicador se puede ignorar, ya que en caso de incendio en una zona residencial ya habrá muchas cosas que liberarán toxinas.
De lo contrario, tiene toda la razón: el cableado requiere mucha atención y los ahorros y las violaciones están plagados de consecuencias negativas.
Categóricamente no uso dispositivos en los que noto el más mínimo daño en el aislamiento eléctrico. Incluso si es solo un pequeño cable que asoma por debajo del aislamiento, aunque no debería, no tocaré nada. Tengo mucho miedo de todos estos momentos. Inmediatamente le pregunto a mi marido o llamo a un electricista para que lo arregle lo antes posible. Cuando era niño, me dieron descargas de 220 voltios un par de veces y recuerdo estas sensaciones por el resto de mi vida.