Preinforme práctica 1

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MEDIDA DEL NIVEL DE ILUMINACIÓN, FRECUENCIA Y AISLAMIENTO 
NOMBRES: Vladimir Álvarez Gaviria, Juan Pablo Quintero, Natalia Ochoa Blanco, Miguel Ángel Toro 
OBJETIVO 
Familiarizar al estudiante con los instrumentos existentes en el laboratorio para la medición de velocidad angular, intensidad luminosa, frecuencia y aislamiento. 
MARCO TEORICO.  
Dentro de la labor del Ingeniero Electricista, existen una serie de magnitudes que son de uso común dependiendo del área de desempeño. Algunas de ellas son: 
· NIVEL DE ILUMINACIÓN: Esta magnitud es muy utilizada en el diseño y análisis de iluminación, ya que define si el nivel luminoso es adecuado y suficiente según el lugar y el trabajo a realizar. Su unidad es el Lux y por esto se le ha dado el nombre común de "Luxómetro" al instrumento que se utiliza para medirlos. Los luxómetros disponibles en el laboratorio son digitales, marca Hioki y miden desde 0 - 2000 luxes. 
· FRECUENCIA: La frecuencia es otra de las características nominales dadas por los fabricantes en casi todo aparato eléctrico. Es muy importante, por ejemplo, en el momento de realizar un sincronismo, y es un parámetro determinante en la generación de energía eléctrica. Su unidad es el Hertz, se mide con el Frecuencímetro y en el laboratorio hay disponibles frecuencímetros de lengüetas que van desde 57 a 63 Hertz. 
· AISLAMIENTO: El nivel de aislamiento es determinante en la vida útil de cualquier equipo eléctrico, más aún si maneja altos niveles de tensión; como, por ejemplo, la medida de la resistencia entre la parte conductora (carcaza) y tierra. La unidad es el Megaohmio (MΩ) y el instrumento empleado es el Megóhmetro o Megger. En el laboratorio se tienen Megger marca Mera que mide de 0 - 100 MΩ. 
PREINFORME 
Niveles de Iluminancia. En lugares de trabajo se debe asegurar el cumplimiento de los niveles de iluminancia de la Tabla 410.1, adaptados de la norma ISO 8995 “Principles of visual ergonomics -- The lighting of indoor work systems”. 
El valor medio de iluminancia, relacionado en la citada tabla, debe considerarse como el objetivo de diseño y por lo tanto esta será la referencia para la medición en la recepción de un proyecto de iluminación.  
En ningún momento durante la vida útil del proyecto la iluminancia promedio podrá ser superior al valor máximo o inferior al valor mínimo establecido en la tabla 410.1. En la misma tabla se encuentran los valores máximos permitidos para el deslumbramiento (UGR). 
 
 
	Oficinas 
	UGRL 
	IRC 
	Niveles de Iluminación (Ix) 
	
	
	
	Mínimo 
	Medio 
	Máximo 
	Tipo general, mecanografía y computación 
	19 
	0.8 
	300 
	500 
	750 
	Oficinas abiertas 
	19 
	0.8 
	300 
	750 
	1000 
	Oficinas de dibujo 
	16 
	0.9 
	500 
	750 
	1000 
	Salas de conferencia 
	19 
	0.8 
	300 
	500 
	750 
	Colegios y centros educativos 
	Salones de clase 
	19 
	0.8 
	300 
	500 
	750 
	Laboratorios 
	19 
	0.9 
	300 
	500 
	750 
Tabla 1. Niveles de iluminancia. [1] 
La Iluminancia: 
Es una medida para la densidad del flujo luminoso. Su definición está dada como la relación existente entre el flujo luminoso que llega a una superficie y el área de esta. No está sujeta a un área específica se puede medir directamente en el aire. Tiene un efecto de disminución inverso cuadrado de la distancia que separa la fuente de la luz expresado en la ley fotométrica de la distancia. 
Su unidad en el Sistema Internacional es el: 
1 Lux=1 Lumenmetro21 Lux=1 Lumenmetro2
 
En unidades americanas se tiene: 
1 pie bujia=1 Lumenpie21 pie bujia=1 Lumenpie2
 
La equivalencia es:  
1 pie bujía=10.76 Lux1 pie bujía=10.76 Lux
 
 
Como medir el nivel de iluminación en términos generales: 
Los lux se miden con un aparato de medición llamado el luxómetro, que convierte la señal lumínica en una señal eléctrica que posteriormente se amplifica y permite la lectura de intensidad en una escala calibrada de lux. Antes de la medición se calibra que el aparato marque 0. Se espera unos cinco minutos antes de efectuar la medición. Las mediciones se hacen con muebles, equipo o personal (en el caso de oficinas) en sus puestos habituales. Para saber el nivel de iluminación en un lugar específico donde se ejecuta una tarea, se medirá a la altura donde se realiza. En caso de uso general se mide a 85 cm del suelo. En vías de circulación se mide al nivel del suelo. 
  
 
Aislamiento: 
Un aislante eléctrico es un material cuyas cargas eléctricas internas no pueden moverse causando una escasa magnitud de corriente bajo la influencia de un campo eléctrico, a diferencia de los materiales conductores y semiconductores, que conducen fácilmente una corriente eléctrica. La característica fundamental que distingue a los materiales aislantes es su alta resistividad comparada con los semiconductores y conductores [1]. 
El aislamiento eléctrico tiene una función simple pero indispensable, que en términos generales se traduce en la aplicación a cualquier instalación eléctrica un elemento recubierto con material que no conduce electricidad, de manera que impida el paso de la corriente eléctrica al exterior. 
Existen diferentes clases de aislamiento los cuales se pueden clasificar en: 
CLASE 0: Material en el cual la protección contra el choque eléctrico se basa en el aislamiento principal; lo que implica que no existe ninguna disposición prevista para la conexión de las partes activas accesibles, si las hay, a un conductor de protección que forme parte del cableado fijo de la instalación. La protección en caso de defecto en el aislamiento principal depende del entorno. 
CLASE I: Material en el cual la protección contra el choque eléctrico no se basa únicamente en el aislamiento principal, sino que comporta una medida de seguridad complementaria en forma de medios de conexión de las partes conductoras accesibles a un conductor de protección puesto a tierra, que forma parte del cableado fijo de la instalación, de forma tal que las partes conductoras accesibles no puedan presentar tensiones peligrosas. 
CLASE II: Material en el cual la protección contra el choque eléctrico no se basa únicamente en el aislamiento principal, sino que comporta medidas de seguridad complementarias, tales como el doble aislamiento o aislamiento reforzado. Estas medidas no suponen la utilización de puesta a tierra para la protección y no dependen de las condiciones de la instalación. Este material debe estar alimentado por cables con doble aislamiento o con aislamiento reforzado.  
CLASE III: Material en el cual la protección contra el choque eléctrico no se basa en la alimentación a muy baja tensión y en el cual no se producen tensiones superiores a 50 V en CA ó a 75V en CC [2]. 
El procedimiento para medición de la resistencia de aislamiento tiene su fundamento en la ley de Ohm. La comúnmente llamada prueba de ‘megado’ consiste en aplicar un determinado voltaje DC entre 2 elementos conductores separados por un material aislante. Esta prueba se hace con un instrumento conocido como Megóhmetro. Este equipo tiene la capacidad de sensar la corriente que circulan a través del material aislante y aplicando la ley de Ohm, es capaz de calcular el valor de la resistencia eléctrica de ese aislante en cada instante. Sin embargo, la corriente sensada por el instrumento es la suma de 3 componentes diferentes: la corriente de carga capacitiva, la corriente de absorción (o polarización) y la corriente de conducción estable o fuga. 
 
Figura 1. Componentes de la corriente total que circula por el aislamiento [3]. 
La corriente de carga capacitiva: Es la componente de corriente de carga del aislamiento al comportarse como una capacidad. Este valor es transitorio y cae exponencialmente a casi cero a los pocos segundos de iniciada la prueba. 
La corriente de absorción: Es la responsable de la orientación de las moléculas del material aislante con relación al campo eléctrico aplicado. Esta componente también es transitoria, pero tarda mucho más en caer a valores cercanos a cero que la corriente de carga capacitiva. 
La corriente de fuga: Es la componente de la corrienteque revela el estado del aislamiento. Tiene un periodo transitorio muy corto al inicio y se mantiene en un valor estable a los pocos segundos de iniciada la prueba. 
 
Figura 2. Megóhmetro MIT1525 [3] 
Es importante tener en cuenta que las mediciones pueden ser alteradas significativamente por la temperatura y la humedad del aislamiento al momento de realizar la prueba. Por lo tanto, los valores finales deben ser corregidos por un factor que tome en cuenta estas variaciones. 
Las pruebas más utilizadas para diagnóstico de aislamiento son: 
Medida puntual a corto plazo: Esta es la prueba más sencilla y común que se realiza para el diagnóstico de un aislamiento. Consiste en realizar el procedimiento explicado anteriormente por un periodo de tiempo que suele ser de entre 30s - 60s y tomar nota del último valor de resistencia sensado. Las mediciones están afectadas por la temperatura y humedad por lo que es conveniente realizar dichas pruebas en condiciones normalizada o en todo caso, usar una tabla de corrección. 
La finalidad de este método es llevar un control del valor de resistencia del aislamiento y analizar su tendencia a largo plazo (por ejemplo, cómo evoluciona el aislamiento de un transformador anualmente). Es importante aclarar, que todas las mediciones deben ser llevadas a cabo con las mismas condiciones de ensayo (tensión de prueba, tiempo de prueba, temperatura, etc.). 
 
Medidas basadas en la influencia del tiempo de aplicación de la tensión de ensayo: A diferencia del primer método, en éste se toma en cuenta la evolución de la gráfica a lo largo del tiempo en que se realiza la prueba. Se toman lecturas discretas cada cierto intervalo de tiempo y se conforma una lista de valores que luego pueden ser graficados. La finalidad de esta prueba es identificar las variaciones del valor de la resistencia durante todo el tiempo de ensayo y así evaluar la calidad del aislamiento. 
 
Índice de polarización (PI): es la relación del valor de Resistencia de aislamiento a los 10 minutos dividido entre el valor a 1 minuto de la prueba. Este valor brinda información acerca de la presencia de contaminantes en el aislamiento. 
Como criterio de aceptación, La IEEE establece que un valor de PI mayor a 4 representa un aislamiento excelente, mientras que un valor de PI por debajo de 2 indica un aislamiento deficiente y representa un peligro potencial. Se recomienda usar este criterio de aceptación para aislamientos secos. 
 
Tabla I. Relación PI–Condición [3]. 
 
Relación de absorción (DAR): Al igual que el PI, el DAR es un indicador de la presencia de contaminantes en el aislante. Este valor es la relación entre el valor de Resistencia de aislamiento a 1 minuto entre el valor a 30s de la prueba. Se recomienda usarlo como criterio de aceptación para evaluar la calidad de aceites aislantes. 
Un valor de DAR mayor a 1.6 indica que el aislamiento se encuentra en excelente estado mientras que un valor por debajo de 1.2 representa un aislamiento insuficiente 
 
Tabla II. Relación DAR–Condición [3]. 
 
 
BIBLIOGRAFIA: 
[1]http://www.minminas.gov.co/documents/10180/476219/PY_modif_Cap_4_RETILAP_04-02_2013.doc/d03da4c9-0e8b-49fa-95a9-8cd66abb7764 
[2] https://es.wikipedia.org/wiki/Aislamiento_el%C3%A9ctrico 
[3] http://www.uco.es/electrotecnia-etsiam/reglamentos/REBT/ITC_BT_01.pdf 
[4] https://emgelec.com/medicion-del-aislamiento-electrico/#:~:text=%C2%BFC%C3%B3mo%20se%20mide%20el%20aislamiento%20el%C3%A9ctrico?%20El%20procedimiento,2%20elementos%20conductores%20separados%20por%20un%20material%20aislante 
[5] https://instrumentosdemedicion.org/velocidad/tacometro/ 
[6] https://materialeslaboratorio.com/luxometro/