Un diagrama eléctrico es una representación gráfica de un circuito eléctrico, en la que se utilizan símbolos normalizados de los componentes y sus conexiones. Los diagramas eléctricos sirven para facilitar el diseño, la instalación, el mantenimiento y la solución de problemas de los sistemas eléctricos. Hay varios tipos de diagramas eléctricos, dependiendo de la simbología, el nivel de detalle y el propósito que se quiera mostrar.
En este caso se verán los diagramas elementales que son los más comunes y los más utilizados en el mantenimiento de los sistemas eléctricos y de control.
Existen diferentes organizaciones internacionales, regionales y nacionales que establecen estándares para la representación gráfica de los símbolos eléctricos y electrónicos.
Comisión Electrotécnica Internacional, que prepara y publica estándares internacionales para el sector energético¹.
Organización Internacional de Normalización, que reúne a expertos para compartir conocimientos y desarrollar normas internacionales voluntarias¹.
Instituto Nacional de Estándares Americano, que coordina el desarrollo de normas voluntarias en los Estados Unidos¹.
Estándares Británicos, que son las normas nacionales del Reino Unido².
Asociación de Estándares Canadiense, que es una organización sin fines de lucro que desarrolla normas en diversos campos².
Instituto Alemán de Normalización, que es el organismo nacional de normalización de Alemania².
Comité Europeo de Normalización, que es una asociación que reúne a los organismos nacionales de normalización de 34 países europeos¹.
Estándares Guobiao, que son las normas nacionales de China¹.
Estándar Estatal, que son las normas nacionales de Rusia y otros países euroasiáticos¹.
Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, que es una asociación profesional que desarrolla normas en el campo de la ingeniería eléctrica y electrónica¹.
Estándares Industriales Japoneses, que son las normas nacionales de Japón¹.
Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos, que es una asociación comercial que representa a los fabricantes de productos eléctricos en los Estados Unidos¹.
Norma Oficial Mexicana, que es el conjunto de regulaciones técnicas emitidas por las dependencias competentes del gobierno mexicano¹.
Laboratorios Underwriters, que es una organización global de seguridad científica que certifica productos eléctricos y electrónicos¹.
La estandarización en el contexto de los diagramas eléctricos y en mucho otros ambitos es importante por varias razones. Algunas de ellas son:
Estas organizaciones utilizan los mismos símbolos gráficos para representar los componentes eléctricos y electrónicos, basados en la norma internacional IEC 60617.
Estas organizaciones utilizan los mismos símbolos gráficos para representar los componentes eléctricos y electrónicos en Estados Unidos, basados en la norma americana ANSI/IEEE Std 315.
Estas organizaciones utilizan símbolos gráficos similares a los de la norma internacional IEC 60617, pero con algunas diferencias o variaciones.
El nombre para el símbolo está formado por dos partes, la clase y el número. Por ejemplo en las siglas Q3 la Q se refiere a un interruptor de protección, el número 3 se usa para distinguir en caso de que existan varias protecciones. Es frecuente combinar más de una letra para la clase, por ejemplo la letra K se refiere a un relé o a un contactor (arrancador), si la combinamos con la M entonces KM se refiere al contactor (arrancador) de un motor. Según la norma IEC750 el nombre debe comenzar con un guión, por ejemplo –Q3A.
El nombre para el símbolo está formado por tres partes, el número del plano, la clase y la ubicación en el plano. Por ejemplo 1Q15 se refiere a un interruptor de protección que se encuentra en el plano 1, franja 15 (los planos suelen dividirse en franjas o cuadrantes que facilitan la ubicación de los elementos). En una variante de esta forma, la ubicación en el plano suele cambiarse por números consecutivos por ejemplo si en el plano 1 hay dos interruptores de protección sus nombres serían 1Q1 y 1Q2.
| Letra | Tipo de aparato | Ejemplo |
|---|---|---|
| A | Grupos constructivos, partes de grupos constructivos. | Amplificadores, amplificadores magnéticos, láser, máser, combinaciones de aparatos. |
| B | Convertidores de magnitudes no eléctricas a magnitudes eléctricas y al contrario. | Transductores, sondas termoeléctricas, termocélulas, células fotoeléctricas, dinamómetros, cristales piezoeléctricos, micrófonos, pick-up, altavoces, aparatos de campo giratorio. |
| C | Condensadores. | |
| D | Dispositivos de retardo, dispositivos de memoria, elementos binarios. | Conductores de retardo, elementos biestables, elementos monoestables, memorias de núcleos, registradores, memorias de discos, aparatos de cintas magnéticas. |
| E | Diversos. | Instalaciones de alumbrado, instalaciones de calefacción; instalaciones que no están indicadas en otro lugar de esta tabla. |
| F | Dispositivo de protección. | Fusibles, descargador de sobretensión, relés de protección, disparador. |
| G | Generadores. | Generadores rotativos, transformadores de frecuencia rotativos, baterías, equipos de alimentación osciladores. |
| H | Equipos de señalización. | Aparatos de señalización ópticos y acústicos. |
| J | — | — |
| K | Relés, contactores. | Contactores de potencia, contactores auxiliares, relés auxiliares, relés intermitentes, relés de tiempo, relés Reed. |
| L | Inductividad. | Bobinas de reactancia. |
| M | Motores. | |
| N | Amplificadores, reguladores. | Circuitos integrados. |
| P | Instrumentos de medición, equipos de pruebas. | Instrumentos de medición, registradores y contadores, emisores de impulsos, relojes. |
| Q | Aparatos de maniobra para altas intensidades. | Interruptores de potencia, seccionadores, interruptores de protección, interruptores para protección de motores, interruptores automáticos, seccionadores bajo carga con fusibles. |
| R | Resistencias. | Resistencias, potenciómetros, reostatos, shunts, resistencias en derivación termistores. |
| S | Interruptores selectores. | Pulsadores interruptores posición interruptores mando conmutador – selector selectores rotativos adaptadores selectores emisores señales. |
| T | Transformadores. | Transformadores tensión transformadores intensidad. |
| U | Moduladores convertidores. | Discriminadores convertidores frecuencia demoduladores convertidores inversores onduladores. |
| V | Válvulas semiconductores | Válvulas vacío válvulas descarga gases diodos transistores tiristores. |
| W | Vías conducción guiaondas. | Hilos conexión cables guiaondas acoplamientos dirigidos guiaondas dipolos antenas parabólicas. |
| X | Bornes clavijas enchufes. | Clavijas cajas enchufe clavijas pruebas regletas bornes regletas soldadura. |
| Y | Equipos eléctricos accionados mecánicamente | Frenos embragues válvulas. |
| Z | Equipos compensación filtros limitadores. | Circuitos imitación cables reguladores dinámicos filtros cristal. |
Cuando se realiza un plano eléctrico uno de los aspectos que se debe tomar en cuenta es el tamaño de papel empleado, por regla general se trata de ajustar el plano al tamaño más cómodo para el usuario final. El cuadro siguiente presenta la serie de formatos utilizados en proyectos de instalaciones eléctricas, las dimensiones de cada uno de los formatos y los márgenes que deben tener. Estas dimensiones ha sido tomadas de DIN y su uso se ha generalizado a nivel mundial.
Además del diagrama el plano tiene un membrete, unas coordenadas y un logotipo.
En el membrete o cajetín se coloca toda la información referente al plano, esta incluye:
Su ubicación, generalmente va en la parte inferior del plano, aunque también se puede colocar en la parte derecha o izquierda.
Esta sección es opcional y corresponde al logotipo de la empresa que diseño el plano
Facilita la ubicación rápida de un elemento en una página especifica del plano que se encuentra referenciado en otra; para ello se divide el plano en cuadriculas o en franjas. A este sistema también se le denomina referencia cruzada.
División en cuadriculas: utiliza un números en los bordes horizontales y una letras en los bordes verticales, o viceversa, que divide el plano en cuadros, cada cuadro está identificado por una letra y un número, 5E por ejemplo.
División por franjas. Sólo utiliza números en los bordes horizontales, esto hace que el plano se divida en franjas que permite ubicar un elemento en el plano.
La figura siguiente figura muestra un formato de dibujo con sus diferentes partes:
Los planos eléctricos describen diferentes aspectos de los sistemas. En general agrupan elementos relacionados o similares de los diferentes aspectos. De esta forma podemos encontrar los siguientes tipos de planos en un mismo conjunto de planos:
La referencia cruzada se utiliza para ubicar rápidamente elementos dentro del conjunto de planos, especialmente aquellos elementos cuyas partes se encuentran en diferentes planos.
Por ejemplo un contactor de arranque para un motor debe ser cableado tanto al motor como a la correspondiente salida de un PLC. Pero para efectos de planos, la tarjeta de salida y el motor aparecen en diferentes hojas del plano. La salida aparece en el plano de salidas. El motor aparece en el planos de potencia. Lo que implica que cada parte del dispositivo debe tener una referencia.
En la figura 1 se aprecia la bobina del contactor y a un lado aparecen todos los contactos asociados a esta bobina. Como se puede observar los contactos principales (terminales 1-2, 3-4, 5-6) tienen a un lado la referencia 01/2C. El número 01 corresponde al número del plano y el código 2C corresponden a las coordenadas del elemento. En la figura 2 se puede ver el plano 01 haciendo énfasis en la parte del elemento buscado. Podemos verificar que se trata del mismo elemento al observar que la nomenclatura KM101 es la misma para ambas partes. Para este caso, las letras KM en la nomenclatura corresponden a la clase, K para contactor, M para motor y el 101 corresponde al número del elemento.
La ubicación por banda es similar a la ubicación por cuadricula. La referencia cruzada 01/2C (de la cuadricula) es sustituida por la referencia 1.7 para señalar el mismo elemento en la figura 3, donde el 1 es el número del plano y el número 7 corresponde a la banda.
En la siguiente figura se puede observar como el contacto KM01 de la línea 1.5 referencia a la línea 1.7, la cual contiene la bobina de ese contacto.
Algunas herramientas utiles para crear diagramas o planos son las siguientes.
https://electronicaonline.net/circuito-electrico/esquema-electrico/esquema-unifilar/
https://electronicaonline.net/circuito-electrico/esquema-electrico/
https://controlreal.com/es/planos-electricos-lectura-interpretacion/
https://www.edrawsoft.com/es/7-best-electrical-drawing-software.html
http://isa.uniovi.es/docencia/ra_marina/cuatrim2/Temas/estandarizacion.pdf
https://cceea.mx/blog/energia-solar-fotovoltaica/diagramas-electricos-y-sus-diferencias
https://www.taringa.net/+ciencia_educacion/patentes-de-nikola-tesla-en-espanol-llevatelas_hp0va