Medidor de aislamiento aplicando 44 MIL Voltios proyecto Ingenieria Electrica

Medidor de aislamiento 44 Kilovoltios

Integrantes del equipo de investigadores

  • Profesor Ángel Lizcano Tutor
  • Prof. Jannet Pacheco
  • Prof. Juan S. Sánchez

 

 

Nuestro objetivo inicial es el de crear y  dejar en funcionamiento un medidor de aislamiento que pueda ser usado dentro del galpón que se encuentra en las Instalaciones de La Universidad Politécnica Territorial de Aragua Doctor Federico Brito Figueroa (UPTADFBF) sede de La Victoria Estado Aragua, Avenida Universidad en Las adyacencias del peaje y al lado del comando de la Guardia Nacional Bolivariana. La palabra crear involucra términos como diseñar, probar, calibrar, instalar, calcular, medir y comprobar, entre otros. Para ello contamos con un transformador de potencia que se encuentra en dicha edificación cuyas características nos permiten emplearlo como elevador de tensión de 220 V a 44 KV (44000 V).  

Dentro del desarrollo del estudio y presentación del informe esperamos enmarcarnos dentro de la normativas que rigen el Subsistema de educación superior entre ellas la carta Magna, art.

 Artículo 3. °

El Estado tiene como fines esenciales la defensa y el desarrollo de la persona y el respeto a su dignidad, el ejercicio democrático de la voluntad popular, la construcción de una sociedad justa y amante de la paz, la promoción de la prosperidad y bienestar del pueblo y la garantía del cumplimiento de los principios, derechos y deberes reconocidos y consagrados en esta Constitución.

La educación y el trabajo son los procesos fundamentales para alcanzar dichos fines.

Capítulo VI

De los Derechos Culturales y Educativos

Artículo 98. °

La creación cultural es libre. Esta libertad comprende el derecho a la inversión, producción y divulgación de la obra creativa, científica, tecnológica y humanística, incluyendo la protección legal de los derechos del autor o de la autora sobre sus obras.

Artículo 102 °

La educación es un derecho humano y un deber social fundamental, es democrática, gratuita y obligatoria. El Estado la asumirá como función indeclinable y de máximo interés en todos sus niveles y modalidades, y como instrumento del conocimiento científico, humanístico y tecnológico al servicio de la sociedad…

Artículo 103°

…el Estado realizará una inversión prioritaria, de conformidad con las recomendaciones de la Organización de las Naciones Unidas. El Estado creará y sostendrá instituciones y servicios suficientemente dotados para asegurar el acceso, permanencia y culminación en el sistema educativo…Las contribuciones de los particulares a proyectos y programas educativos públicos a nivel medio y universitario serán reconocidas como desgravámenes al impuesto sobre la renta según la ley respectiva.

Artículo 109. °

El Estado reconocerá la autonomía universitaria como principio y jerarquía que permite a los profesores, profesoras, estudiantes, egresados y egresadas de su comunidad dedicarse a la búsqueda del conocimiento a través de la investigación científica, humanística y tecnológica, para beneficio espiritual y material de la Nación

Artículo 110. °

El Estado reconocerá el interés público de la ciencia, la tecnología, el conocimiento, la innovación y sus aplicaciones y los servicios de información necesarios por ser instrumentos fundamentales para el desarrollo económico, social y político del país, así como para la seguridad y soberanía nacional.

 

Xxx Ley de educación superior, art.

Artículo 5. El Estado docente es la expresión rectora del Estado en Educación, en cumplimiento de su función indeclinable y de máximo interés como derecho humano universal y deber social fundamental, inalienable, irrenunciable, y como servicio público que se materializa en las políticas educativas.

Artículo 6. …d. El desarrollo institucional, permanencia y óptimo funcionamiento de las misiones educativas en sus distintas modalidades.

k. De formación permanente para docentes y demás personas e instituciones que participan en la educación, ejerciendo el control de los procesos correspondientes en todas sus instancias y dependencias

 

Artículo 25

 

Como parte del Sistema Educativo, los órganos rectores en materia de educación básica y de educación universitaria garantizan:

 

  1. Condiciones y oportunidades para el otorgamiento de acreditaciones y reconocimientos de aprendizajes, invenciones, experiencias y saberes ancestrales, artesanales, tradicionales y populares, de aquellas personas que no han realizado estudios académicos, de acuerdo con la respectiva reglamentación.

 

  1. El desarrollo institucional y óptimo funcionamiento de las misiones educativas para el acceso, la permanencia, prosecución y culminación de estudios de todas las personas, con el objeto de garantizar la universalización del derecho a la educación.

Artículo 34.

 

2. Planificar, crear, organizar y realizar los programas de formación, creación intelectual e interacción con las comunidades, en atención a las áreas estratégicas de acuerdo con el Plan de Desarrollo Económico y Social de la Nación, las potencialidades existentes en el país, las necesidades prioritarias, el logro de la soberanía científica y tecnológica y el pleno desarrollo de los seres humanos.

Artículo 38. La formación permanente es un proceso integral continuo que mediante políticas, planes, programas y proyectos, actualiza y mejora el nivel de conocimientos y desempeño de los y las responsables y los y las corresponsables en la formación de ciudadanos y ciudadanas…

 

 

 

 

 Xxx y en especial a las líneas estratégicas del plan Simón Bolívar

Venezuela: Potencia Energética Mundial:

El acervo energético del país posibilita una estrategia que combina

el uso soberano del recurso con la integración regional y mundial.

El petróleo continuará siendo decisivo para la captación de

recursos del exterior, la generación de inversiones productivas internas,

la satisfacción de las propias necesidades de energía y la

consolidación del Modelo Productivo Socialista.

Es de hacer notar que la reciente crisis energética y el obligado plan de racionamiento en los recientes meses de Enero, Febrero, Marzo, Abril y mayo de este año 2010 ponen en evidencia lo relevante del sistema eléctrico nacional y su desarrollo continuo e inmediato como extensión de esta Línea del plan.

Asi como I. NUEVA ÉTICA SOCIALISTA

En estos espacios educativos los docentes tendremos la atención por parte de los estudiantes para poder cumplir con uno de los aspectos fundamentales de dicho lineamiento que debe tener como característica la transversatilidad.

I-3.1.1 Rescatar los valores como la solidaridad humana.

I-3.1.2 Transversalizar la enseñanza de la ética.

I-3.1.3 Realización colectiva de la individualidad.

I-3.1.4 Nueva ética del hecho público: El ciudadano como

parte del Estado y corresponsable de la vida pública.

I-3.1.5 Justicia y equidad sin minar las bases del Derecho.

Por otro lado la preocupación y tendencia de las políticas del estado a reactivar, modernizar e impulsar las fuentes de producción y distribución de la energía eléctrica se evidencian en estos artículos de dicho plan de la Nacion.

VI-2.4 Propiciar un cambio radical hacia la generación térmica de energía

eléctrica adicional con base en el gas y otras fuentes de energía

alternativas.

VI-3.2 Incrementar la producción de energía eléctrica, expandir y adaptar

el sistema de transmisión y distribución:

VI-3.2.1 Incrementar la generación de electricidad con energía

fósil.

VI-3.2.2 Completar el desarrollo del potencial hidroeléctrico

del país.

VI-3.2.3 Ampliar y mejorar la red de transmisión y distribución

de la electricidad.

VI-3.2.4 Sanear las empresas públicas del sector eléctrico y

mejorar la eficiencia y calidad de su servicio.

Además de todas estas prerrogativas legales existen las directrices de los Programas Nacionales de Formación (PNF) a un sin número de realidades y buscaremos dar respuestas a un conjunto de términos sobre todo eléctricos-matemáticos, como a otros que podríamos llamar de otras ramas de las ciencias como la química y la física, para que el lector pueda hacer una lectura más fluida y tener así una  mayor comprensión; también buscaremos dar respuesta a preguntas como: ¿Para qué un probador de aislamiento? ¿Cómo funciona un probador de aislamiento?, cual es el aporte de este proyecto a nuestra institución y el impacto social que el mismo puede tener y, en especial establecer el conjunto de normas y procedimientos necesarios de conocer para el uso de dicho equipo y los riesgos asociados.

Como para contextualizar el espacio donde se desarrolla el proyecto, es menester hacer historia sobre la institución donde laboramos, ella comenzó en el año xxx ha funcionar como el Instituto Universitario Experimental de Tecnología de  La Victoria (IUET-LV) como una institución que buscaba formar mano de obra capacitada para dinamizar el aparato industrial productivo del país, en especial de la Región. El (IUET-LV) está ubicado cerca de  zonas Industriales como la de La Victoria (en la propia ciudad), La de San Vicente en la Ciudad de Maracay,  la de Tejerías, y ciudades como Valencia y La capital del país Caracas. Con el tiempo este ha ido creciendo en sus instalaciones, tenemos varias sedes (La Victoria, Maracay, Barbacoas), en las carreras que ofrecía  inicialmente solo había Técnicos Superiores Universitarios (TSU) en Electricidad con las menciones de Instrumentación y control, y electrotecnia, además de Mecánica. En la actualidad se sumaron las de electricidad mención Telecomunicaciones, Administración, e informática. Hemos pasado de un número reducido de estudiantes unos cuantos cientos, a más de 17000. He este proceso de transformación político-económico que vive el país desde los años 90, la educación y sus instituciones no han quedado ajenas, razón por la cual hemos pasado a ser universidad (UPTADFBF), para egresar a estudiantes tanto como (TSU) y estos puedan continuar su desarrollo académico hasta llegar a la Ingeniería en las diferentes menciones, esto para resolver un problema de continuidad académica que existía. Por otro lado el estado aprobó el desarrollo de la llamada MISION SUCRE, la cual esta orientada a dar cavidad al sector de la población que trabaja y necesita continuar sus estudios en un sistema y horario más flexible. La Misión Sucre cual será apoyada por nuestras instalaciones, es decir que sus estudiantes también harán uso de nuestras instalaciones y talleres.

Este panorama ya existente ha cambiado el uso cotidiano de los talleres, a uno más intensivo ocupando horarios de noche y fines de semana incluso, lo que significa que nuestro proyecto beneficiara a una población estudiantil que está constantemente en crecimiento, así como a otras instituciones que requieran realizar dichas pruebas.

Nuestro trabajo espera realizar un aporte significativo con desarrollo de este equipo el cual se podrán realizar las pruebas a aisladores, a conductores y en otros implementos que así lo requieran. En la actualidad no se cuenta con equipo que suministre estos niveles de tensión 44KV, y los existentes en el mercado llegan a suministrar 5000V y su costo supera los 21 mil bolívares. Es de suponer que el de esta dimensión de voltaje representa un costo muy elevado para el presupuesto de la institución. Además  los existentes no tienen el fin demostrativo pedagógico con el cual nosotros presentamos este.

Las bases teóricas de la llamada materia, para conocer de donde sale la electricidad y el llamado aislamiento.

Nuestro Universo rodea al hombre o mejor este último habita dentro de él, realizando actividades para las cuales emplea los materiales que se encuentran a su alcance, transformándolos, modificándolos, estudiándolos, descomponiéndolos. Siendo necesario su estudio desde sus componentes más pequeños y microscópicos, que el hombre con el uso de sus sentidos muy limitados, situación esta que intenta paliar un poco con el empleo de equipos, tecnologías, instrumentos y teorías. En la actualidad el hombre investigador sobre todo, ha definido a la llamada materia como todo aquello que es

 

La materia es todo aquello

http://www.youtube.com/watch?v=UNtsiNsoRL0&feature=related

este video es realizado por niños. Explica las propiedades de la materia.

Porque un medidor de aislamiento.

¿Qué es el aislamiento eléctrico? El aislamiento eléctrico está caracterizado por la capacidad dieléctrica de los materiales aislantes para no permitir corrientes de fuga provocadas por la tensión a la que está sometido el elemento. Depende principalmente de la tensión de operación, las condiciones ambientales de humedad, temperatura y solicitaciones mecánicas que pueden producir desgaste y disminución de los espesores del material aislante al nivel de producir una descarga dieléctica a través de él.

Todas las instalaciones eléctricas de baja tensión se ven afectadas por transitorios y sobretensiones de un nivel cada vez mayor.

Por eso, la comprobación y medida del aislamiento eléctrico es fundamental para comprobar la calidad de los equipos, cables e instalaciones eléctricas.

Aislamiento Eléctrico

 

El aislamiento eléctrico se produce cuando se cubre un elemento de una instalación eléctrica con un material que no es conductor de la electricidad, es decir, un material que resiste el paso de la corriente a través del elemento que recubre y lo mantiene en su trayectoria a lo largo del conductor. Dicho material se denomina aislante eléctrico.

La diferencia de los distintos materiales es que los aislantes son materiales que presentan gran resistencia a que las cargas que lo forman se desplacen y los conductores tienen cargas libres y que pueden moverse con facilidad.

De acuerdo con la teoría moderna de la materia (comprobada por resultados experimentales), los átomos de la materia están constituidos por un núcleo cargado positivamente, alrededor del cual giran a gran velocidad cargas eléctricas negativas. Estas cargas negativas, los electrones, son indivisibles e idénticas para toda la materia.

En los elementos llamados conductores, algunos de estos electrones pueden pasar libremente de un átomo a otro cuando se aplica una diferencia de potencial (o tensión eléctrica) entre los extremos del conductor.

A este movimiento de electrones es a lo que se llama corriente eléctrica. Algunos materiales, principalmente los metales, tienen un gran número de electrones libres que pueden moverse a través del material. Estos materiales tienen la facilidad de transmitir carga de un objeto a otro, estos son los antes mencionados conductores.

Los mejores conductores son los elementos metálicos, especialmente la plata (es el más conductor),[1] el cobre, el aluminio, etc.

Los materiales aislantes tienen la función de evitar el contacto entre las diferentes partes conductoras (aislamiento de la instalación) y proteger a las personas frente a las tensiones eléctricas (aislamiento protector).

Ley de Ohm

Ley de Ohm: V = I x R

El voltaje hace que la electricidad fluya a lo largo de los alambres de cobre, mientras que el aislamiento que cubre dichos alambres ejercen una resistencia al paso de corriente, que es mucho menor a lo largo del alambre.

Al aplicar la Ley de Ohm al alambre, tendremos que a menor resistencia del alambre, se tendrá más corriente con el mismo voltaje. Es importante tener presente que ningún aislamiento es perfecto (su resistencia no es infinita), de modo que cierta cantidad de electricidad fluye a lo largo del aislamiento a través de la tierra. Esta corriente puede ser de millonésimas de amperios, pero se debe medir con un buen instrumento de prueba de aislamiento, como el megóhmetro, popularmente conocido como "Megger".

En resumen, un buen aislamiento es el que no se deteriora al aumentar el voltaje y por ende, la corriente, obteniéndose una resistencia alta, la cual se debe mantener en el tiempo. Esto se visualiza al realizar mediciones periódicas y estudiando la tendencia que provoca que un aislamiento se deteriore.

Existen diferentes tipos de solicitaciones:

  • Sobretensiones en régimen permanente, o sobretensiones permanentes o en sus proximidades). Se caracterizan por un frente escarpado de duración comprendida entre microsegundos y milisegundos:
  • Frente lento: Frente de 20 microsegundos a 500 microsegundos, cola de hasta 20 milisegundos.
  • Frente rápido: Frente de 0`1 microsegundos a 20 microsegundos, cola de hasta 300 microsegundos.
  • Frente muy rápido: Frente menor(que haya contacto eléctrico) Los materiales utilizados más frecuentemente son los plásticos y las cerámicas.

El comportamiento de los aislantes se debe a la barrera de potencial que se establece entre las bandas de valencia y conducción, que dificulta la existencia de electrones libres capaces de conducir la electricidad a través del material (para más detalles ver semiconductor).

Un material aislante de la electricidad tiene una resistencia teóricamente infinita. Algunos materiales, como el aire o el agua son aislantes bajo ciertas condiciones pero no para otras. El aire, por ejemplo, aislante a temperatura ambiente y bajo condiciones de frecuencia de la señal y potencia relativamente bajas, puede convertirse en conductor.

Materiales conductores: metales, hierro, mercurio, oro, plata, cobre, platino, plomo, etc.

Materiales aislantes: plástico, madera, cerámicas, etc.

Banda de valencia

De Wikipedia, la enciclopedia libre

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En la teoría de sólidos, se denomina banda de valencia al más alto de los intervalos de energías electrónicas (o bandas) que se encuentra ocupado por electrones en el cero absoluto. En semiconductores y aislantes aparece una banda prohibida o gap por encima de la banda de valencia, seguida de una banda de conducción a energías aún mayores. En los metales, por el contrario, no hay ningún intervalo de energías prohibidas entre las bandas de valencia y de conducción.



Estructura de bandas en un semiconductor
Véase conducción eléctrica y semiconductor para una descripción más detallada de la estructura de bandas.

La baja conductividad eléctrica de semiconductores y aislantes se debe a las propiedades de la banda de valencia. Se da la circunstancia de que el número de electrones es exactamente el mismo que el número de estados disponibles en la banda de valencia. En la banda prohibida, evidentemente, no hay estados electrónicos disponibles. Esto significa que cuando se aplica un campo eléctrico los electrones no pueden incrementar su energía (es decir, no pueden ser acelerados) al no haber estados disponibles donde puedan moverse más rápidamente de lo que ya lo hacen.

Pese a esto, los aislantes presentan cierta conductividad. Esto se debe a la excitación térmica, que provoca que algunos electrones adquieran suficiente energía como para saltar la banda prohibida y acceder a un estado de la banda de conducción. Una vez que se encuentran en la banda de conducción pueden conducir la electricidad. Además, los estados disponibles o huecos que dejan los electrones en la banda de valencia contribuyen también a la conductividad del material, al permitir cierta movilidad al resto de electrones de la banda de valencia.

Un error frecuente consiste en decir que los electrones de los aislantes se encuentran "ligados" a los núcleos atómicos, dando a entender que no pueden moverse. De hecho, estos electrones sí pueden moverse libremente por el aislante, alcanzando velocidades del orden de 100 km por segundo. Tanto en metales como en aislantes, los electrones se encuentran "deslocalizados", sin que sea posible asignarles una posición definida dentro del material.

.4 NIVELES DE ENERGIA.

En un átomo, los electrones están girando alrededor del núcleo formando capas. En cada una de ellas, la energía que posee el electrón es distinta. En efecto; en las capas muy próximas al núcleo, la fuerza de atracción entre éste y los electrones es muy fuerte, por lo que estarán fuertemente ligados.

Ocurre lo contrario en las capas alejadas, en las que los electrones se encuentran débilmente ligados, por lo que resultará más fácil realizar intercambios electrónicos en las últimas capas. 

El hecho pues, de que los electrones de un átomo tengan diferentes niveles de energía, nos lleva a clasificarlos por el nivel energético (o banda energética)  en el que se encuentra cada uno de ellos. Las bandas que nos interesa a nosotros para entender mejor el comportamiento del átomo son: 

La Banda de Valencia y la Banda de Conducción. 

La Banda de Valencia es un nivel de energía en el que se realizan las combinaciones químicas. Los electrones situados en ella, pueden transferirse de un átomo a otro, formando iones que se atraerán debido a su diferente carga, o serán compartidos por varios átomos, formando moléculas.

El átomo de Sodio (Na) tiene 11 electrones, 2 en la primera capa, 8 en la segunda y 1 en la tercera, y el Cloro (Cl) tiene 17 electrones, 2 en la primera, 8 en la segunda y 7 en la tercera. Debido a que todos los átomos tienden a tener 8 electrones en la última capa (regla del octete): el Sodio cederá 1 electrón al Cloro con lo que el primero se quedará con 8 electrones en su ahora última capa, en cambio el Cloro aceptará ese electrón pasando su última capa de tener 7 electrones a 8

Así pues. el átomo de Sodio que ha perdido un electrón se ha transformado en un ión positivo:

Na -> Na+


Atomo de Sodio (Na)


Ión Sodio (Na+)

  y el Cloro que lo ha ganado se transforma en un ión negativo:

Cl -> Cl-


Atomo de Cloro (Cl)


 Ión Cloruro (Cl-)

Ambos se atraerán y formarán la molécula de Cloruro Sódico o Sal común (Cl Na)

La Banda de conducción es un nivel de energía en el cual los electrones están aún más desligados del núcleo, de tal forma que, en cierto modo, todos los electrones (pertenecientes a esa banda) están compartidos por todos los átomos del sólido, y pueden desplazarse por este formando una nube electrónica.

Cuando un electrón situado en la banda de valencia se le comunica exteriormente energía, bien sea eléctricamente, por temperatura, luz, étc. puede (al ganar energía) saltar a la banda de conducción, quedando en situación de poder desplazarse por el sólido.

 

 

 

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