TEMA 10: INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN MINERÍA

INSTALACIONES ELÉCTRICAS
TEMA 10:
I.T.MINAS
INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN MINERÍA
INTRODUCCIÓN
Entre las distintas clases de energía existentes, la más adecuada para mover los diferentes
sistemas de transporte, arranque, ventilación, perforación, etc. de la industria minera es la
eléctrica. Esta es de fácil transporte y de gran rendimiento pero en su funcionamiento produce
chispas y calentamientos peligrosos según la atmósfera.
VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
La energía de aire comprimido fue casi exclusiva hasta principios del siglo XX, momento en que
la energía eléctrica empezó a utilizarse en instalaciones de exterior. Con el tiempo fue
introduciéndose en el interior hasta llegar a los embarques, salas de bombas, transportes
ventilación y por fin a los talleres de arranque.
VENTAJAS
*Rendimiento alto
*Aumento de potencia en maquinaria
*Mayor fiabilidad. Menos averías
*Utilización de maquinaria más rápida
INCONVENIENTES
*Riesgo de electrocución
*Riesgo de incendio
*Riesgo de explosión
*Coste de material eléctrica
*Maquinaria con menos
aplicaciones
En el interior de la mina, donde existen atmósferas potencialmente explosivas, la utilización de la
energía eléctrica necesita estar protegida con total seguridad.
RIESGOS DE ELECTROCUCIÓN
El contacto del cuerpo humano con la energía eléctrica, con unos valores determinados, puede
producir electrocución. El efecto que ello genera depende de:
-Componentes fisiológicos
-Trayecto a través del cuerpo
-Factores de la corriente eléctrica
Un hombre perfectamente aislado puede tocar sin riesgo un conductor ya que la corriente no
atravesará su cuerpo por que no tiene por donde salir. Para que ocurra un accidente debe
cometerse
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alguno de los siguientes errores:
-Tocar simultáneamente dos conductores diferentes
-Tocar un conductor mal aislado teniendo los pies descalzos o mojados
SE CONSIDERA PELIGROSO SI TIENE O SUPERA ESTOS VALORES
INTENSIDAD
TENSIÓN
TIEMPO
C. ALTERNA
25 mA
25 V
0.2 s
C. CONTINUA
50 mA
50 V
0.2 s
Para contrarrestar esta mayor peligrosidad se acude a dos medidas:
-Utilización de material blindado, de manera que todas las partes bajo tensión
eléctrica que fuera del alcance humano.
-Puesta a tierra de las envolventes metálicas de todos los aparatos.
TENSIONES AUTORIZADAS EN LAS EXPLOTACIONES DE INTERIOR
(ITC 09.0.02)
TENSIÓN
NOMINAL
MÍNIMA
ALTA
TENSIÓN
1100 V
BAJA
TENSIÓN
50v
P.TENSION
ES DE
SEGURIDA
D
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TENSIÓN NOMINAL MÁXIMA
EN ATMÓSFERA
EXPLOSIVA
RESTO
5000 V
10000 V
SE UTILIZAN EN
CONDUCTORES DE ENERGÍA
TRANSFORMADORES
RECEPTORES FIJOS
MAQUINAS MÓVILES Y FIJAS
ALUMBRADO FIJO
HERRAMIENTAS
PORTÁTILES
SOLDADURA
ELÉCTRICA
HILO DE CONTACTO,
TRACCIÓN
1100 V
LUGAR
HÚMEDO
LUGAR
SECO
24 V
50 V
LÁMPARAS PORTÁTILES
CIRCUITOS DE MANDO
APARATOS PORTÁTILES
QUE SE UTILIZAN EN
LUGARES HÚMEDOS
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RIESGOS DE INCENDIO
Las causas que pueden originar un incendio en una instalación eléctrica son de dos tipos:
-Sobrecargas
-Cortocircuitos
Para evitar las sobrecargas los componentes de una instalación eléctrica se elegirán de acuerdo
con el trabajo que vallan a realizar:
-Motores con la potencia necesaria
-Cables adecuados
Todo equipo eléctrico está concebido para soportar una intensidad nominal bajo la cual la
temperatura alcanzada en funcionamiento no sea peligrosa para el personal ni para los materiales.
Se debe comprobar periódicamente el aislamiento de la red.
Todo elemento que pueda estar sometido a una sobrecarga deberá estar dotado de un dispositivo
que interrumpa el paso de corriente en todos sus conductores activos antes de que dicha carga
pueda ocasionar un calentamiento en el circuito.
Los circuitos eléctricos estarán protegidos por relés térmicos y fusibles.
Los cortocircuitos se producen cuando se cierra bruscamente un circuito eléctrico sobre si
mismo. Las protecciones deberán garantizar:
-Que todos los elementos de la instalación puedan soportar los esfuerzos
electrodinámicos y térmicos producidos por las corrientes de cortocircuito durante el tiempo que
puedan tardar los dispositivos de corte.
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-Que se disponga de elementos automáticos que corten las corrientes de cortocircuito en
un tiempo suficientemente breve para evitar cualquier riesgo de incendio.
-Que la intensidad mínima de cortocircuito sea capaz de accionar los dispositivos de
corte.
Como elementos de corte se emplean los disyuntores o interruptores automáticos y fusibles.
EL MATERIAL ELÉCTRICO BLINDADO
Todo el material eléctrico empleado en la mina es de un tipo especial: es un material blindado.
Está fuertemente protegido contra cualquier clase de daños mediante envolventes exteriores
cerradas que impiden todo contacto accidental con las partes bajo tensión.
-Cables armados: constan del número de conductores necesarios para cada instalación y
forman con el aislamiento un todo cilíndrico. La protección exterior se encomienda a una
armadura de alambres o flejes de acero arrollados en hélice sobre su superficie y recubierta a u
vez con una capa de goma o plástico. Están compuestos por:
-Conector: Formado por hilos de cobre por donde circula la corriente.
-Aislante: Material que rodea a los conductores.
-Cubierta: Protege al aislante mediante una capa de relleno tubular.
-Armadura: Protección metálica.
-Pantalla: Recubrimiento que abarca a cada conductor o a todos conjuntamente.
Desconecta el sistema cuando el cuadro resulta averiado.
-Protecciones: Se aplican sobre la armadura y sirven para proteger el cable contra agentes
físicos y químicos.
-Hilos piloto: Conductores aislados. Son de telemando, señalización y protección.
-Hilo de drenaje: Igual que los hilos piloto. Sirve para fortalecer el conjunto del cable.
1 Conductores activos
4 Hilo de tierra
3 Varios pilotos
7 Armadura de alambre y acero
Los cables se clasifican en:
- Cables rígidos armados: Se emplean en instalaciones fijas.
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- Cables flexibles armados: Alimentan máquinas y aparatos fijos y móviles.
- Cables flexibles: Alimentan a máquinas que se mueven continuamente (rozadoras, palas
elec)
-Cuadros
de conexión: Son
cajas de acero muy fuertes, completamente cerradas. Las tapas se sujetan con tornillos. Sólo
deben ser abiertas por personal especializado y siempre después de cortar la corriente.
-Cofres blindados: Son semejantes a los anteriores, llevan en su interior todos los
elementos de maniobra y protección necesarios para el manejo de los motores. Van provistos de
una puerta que no debe ser abierta nada más que por especialistas.
En el interior se encuentran todos los contactores y contactos que en su accionamiento
pueden producir una chispa. Si estamos en una atmósfera explosiva y se produce una chispa es
muy peligroso. Para ello se utilizan estos cofres; los hay que van cerrados herméticos con lo que
no hay gas explosivo en su interior por lo que no se produce la explosión. Otros van cerrados
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pero no son herméticos por lo que en su interior hay los mismos gases que en la atmósfera. En
caso de ser explosivos se produce una explosión en el interior del cofre no dejándola salir, por lo
que no se propaga. Para abrirlos se necesitan unas llaves especiales para evitar que "cualquiera"
pueda abrirlos. Al abrirlos llevan un sistema de desconexión.
Los modos de protección son las medidas que se aplican en la construcción del material eléctrico
para evitar que provoque la inflamación de la atmósfera que le rodea. Se clasifican en:
Antidefragante: El equipo está encerrado en una envolvente capaz de soportar la
deflagración de una mezcla gaseosa inflamable que penetre o se forme en su interior, sin sufrir su
estructura ni transmitirla al exterior. Se suele emplear en motores, cofres, cajas de conexión ...
Seguridad intrínseca: Con ella toda chispa que pueda producirse en el circuito eléctrico
no tendrá la energía suficiente para inflamar una atmósfera potencialmente explosiva. Se emplea
en circuitos de mando, telefonía, explosores, grisuómetros ...
Sobrepresión interna: El material está protegido por una envoltura llena de un gas inerte
con una presión superior a la de la atmósfera exterior lo que impide que esta penetre en la
envoltura.
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I.T.M. INSTALACIONES ELECTROMECÁNICAS
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Seguridad aumentada: El equipo eléctrico, por su calidad, fabricación y montaje,
disminuye en su interior el riesgo de formación de chispas y aumento de la temperatura.
Relleno pulverulento: Las partes activas de un aparato eléctrico se encuentran
dentro de una masa aislante.
NIVELES DE RIESGO
La legislación minera establece siete niveles de peligrosidad en las labores, que
se determinan en función de:
1º Emplazamiento:
A: Socavones, pozos y sus macizos de protección en entrada de aire limpio.
B: Galerías de entrada de aire limpio, con límite en los 50 m anteriores a la
llegada de los talleres de arranque en actividad.
C: Galerías generales de retorno de aire de la mina o de sus zonas.
D: Talleres de arranque en actividad, incluyendo sus galerías de retorno de aire y
los 50 m anteriores de su galería de entrada de aire limpio.
E: Fondos de saco.
2º Clasificación de la mina o zona:
1ª categoría, sin grisú
2ª categoría, debilmente grisuosas
3ª categoría, fuertemente grisuosas
4ª categoría, con desprendimientos instantáneos de gas
3º Límite máx de contenido de CH4 en la corriente de aire.
DETERMINACIÓN PREVIA DE NIVELES
A
B
C
D
E
Socavones
Galerías de
entrada
Galerías generales
Talleres
de
arranque
Fondos
de
saco
EMPLAZAMIENTO
CLASIFICACIÓN
DE LA ZONA
MINERA
MÁX
CH4 (%)
Nivel
MÁX
CH4 (%)
Nivel
MÁX
CH4 (%)
Nivel
MÁX
CH4 (%)
Nivel
MÁX
CH4 (%)
Nivel
SIN CLASIFICAR
Y 1ª CATEGORÍA
SIN
INDICIO
0
SIN
INDICIO
0
SIN
INDICIO
0
SIN
INDICIO
0
SIN
INDICIO
0
2ª CATEGORÍA
SIN
INDICIO
0
SIN
INDICIO
0
0.5
0.8
1
2
1
1.5
2
4
1
1.5
3
4
3ª CATEGORÍA
SIN
INDICIO
0
0.5
1
0.8
1
2
4
1
1.5
3
4
1.5
4
4ª CATEGORÍA
0.5
1
0.8
2
0.8
5
1
6
1
6
UTILIZACIÓN DE LOS MODOS DE PROTECCIÓN Y CONDICIONES DE INSTALACIÓN DEL MATERIAL ELÉCTRICO
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INSTALACIONES ELÉCTRICAS
SEGÚN EL NIVEL DE PELIGROSIDAD DE LA LABOR
NIVELE
S
MODOS DE
PROTECCIÓN
NECESARIOS
0
No precisan
1
No precisan
Si la instalación está equipada con un dispositivo de control automático de CH4 que verifique su contenido con periodicidad no
superior a 4 min y que desconecte la alimentación eléctrica de todos los equipos cuando se sobrepase el límite de 0,5% de CH4
d, p, e, i, q
Si no se cumple la condición anterior el material eléctrico tiene que estar protegido por alguno de ellos
2
d, p, e, i, q
Es válido cualquiera de ellos.
3
d, p, i, q
En cualquier elemento eléctrico.
e
Sólo se admite en casos de accesorios (cajas de conexión, cajas de bornes, entradas de cables)
d, p, i, q
Mismas condiciones que al nivel 3, siempre que la instalación disponga de un controlador automático de CH4 que produzca una
alarma óptica o sonora que avise al personal cuando se sobrepasen los límites reglamentarios.
4
CONDICIONES DE INSTALACIÓN
e
5
d, p, i, q
Mismas condiciones que al nivel 3, siempre que la instalación disponga de un controlador automático de CH4 que verifique su
contenido con periodicidad no superior a 30 seg y sea capaz de desconectar la alimentación cuando se superan los límites
reglamentarios.
e
6
i
d
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Se dispondrá de un controlador automático de CH4 que verifique su contenido con periodicidad no superior a 30 seg , y que
desconecte la alimentación cuando sobrepase los límite
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