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Electricidad
Instalaciones eléctricas
de baja tensión
05
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 1
05
• Índice
• OBJETIVOS.......................................................................................................... 3
• INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 4
5.1. Consideraciones generales ....................................................................... 5
5.2. Distribución de energía eléctrica............................................................... 9
5.3. Redes de distribución............................................................................... 12
5.3.1. Redes aéreas...................................................................................... 14
5.3.1.1. Conductores ................................................................................. 14
5.3.1.2. Aisladores..................................................................................... 15
5.3.1.3. Accesorios de sujeción................................................................. 16
5.3.1.4. Apoyos.......................................................................................... 16
5.3.1.5. Instalación .................................................................................... 17
5.3.2. Redes subterráneas............................................................................ 17
5.3.3. Redes mixtas ...................................................................................... 23
5.4. Acometida.................................................................................................. 24
5.5. Instalación de enlace................................................................................ 27
5.6. Cajas generales de protección ................................................................ 30
5.7. Línea general de alimentación................................................................. 33
5.8. Derivaciones individuales........................................................................ 35
5.8.1. Contadores.......................................................................................... 36
5.8.2. Dispositivos generales e individuales de mando y protección.
Interruptor de control de potencia ................................................... 38
5.9. Sistemas de conexión en redes de distribución de una instalación
eléctrica. Toma de tierra........................................................................... 41
5.9.1. Sistemas de conexión en redes de distribución de una instalación
eléctrica........................................................................................... 41
5.9.2. Instalaciones de puesta a tierra .......................................................... 43
5.10. Interruptor automático.............................................................................. 48
5.11. Interruptor diferencial (ID)........................................................................ 51
5.12. Previsión de potencias............................................................................. 57
5.12.1. Edificios destinados a viviendas ......................................................... 57
5.12.2. Edificios destinados a locales comerciales y oficinas ......................... 59
5.12.3. Edificios destinados a una o varias industrias..................................... 59
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
2
5.13. Instalaciones interiores............................................................................ 60
5.13.1. Instalaciones interiores en viviendas .................................................. 62
5.13.1.1. Número de circuitos y características........................................... 62
5.13.1.2. Conductores ................................................................................. 64
5.13.1.3. Materiales aislantes...................................................................... 64
5.13.2. Sistemas de instalación ...................................................................... 64
5.13.2.1. Elementos de instalación.............................................................. 65
5.14. Cálculo de las instalaciones .................................................................... 69
• RESUMEN .......................................................................................................... 71
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 3
05
• Objetivos
• Introducirnos en la realización de instalaciones de distribución eléctrica tanto
aérea como subterránea.
• Situarnos en el ámbito de las instalaciones de enlace para su mejor
interpretación y posterior aplicación.
• Identificar las partes componentes de una instalación de enlace así como su
situación, conociendo los componentes del cuadro de mando y protección.
• Aprender las caídas máximas de tensión permitidas para los todos los tramos.
• Calcular correctamente y de acuerdo con el Reglamento Electrotécnico de
Baja Tensión las secciones de los diferentes conductores de los diversos
tramos de las instalaciones de enlace.
• Conocer la estructura de las instalaciones eléctricas de baja tensión siguiendo
la normativa que nos indica el reglamento de baja tensión.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
4
• Introducción
Un sistema eléctrico se descompone en varios puntos específicos, uno de las más
importantes es la producción de energía eléctrica en centrales generadoras como
por ejemplo una central hidráulica, y otro punto importante son los sistemas de
producción a través de energías renovables como la solar y la eólica.
La energía eléctrica producida en las centrales es necesario transportarla hasta los
puntos de utilización mediante una red de transporte de alta, media y baja tensión.
Es en este tema en donde vamos a tratar las consideraciones necesarias para
comprender cómo se calculan y de qué manera se instalan las instalaciones de baja
tensión.
Esta unidad didáctica es de la máxima importancia para conseguir los objetivos que
nos hemos propuesto: la parte técnica es la más destacada, puesto que se emplea
en todas las funciones y proyectos a realizar en un futuro, así como capacita
convenientemente para la resolución de los problemas que más tarde se nos
presentarán, tanto en las instalaciones eléctricas que podamos realizar como
aficionados como, por supuesto, en la vida profesional de nuestro futuro inmediato.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 5
05
5.1. Consideraciones generales
La producción de energía eléctrica se realiza en las centrales generadoras tales
como:
• Centrales hidroeléctricas: tienen como finalidad aprovechar mediante un
desnivel, la energía potencial contenida en el agua que transportan los ríos para
convertirla en energía eléctrica utilizando turbinas acopladas a alternadores.
Figura 5.1. Central hidroeléctrica.
El funcionamiento de una central hidroeléctrica a pie de presa es el siguiente:
Por la acción de una presa ubicada en el lecho de un río se acumula una cierta
cantidad de agua formando un embalse, con el fin de generar un salto. Para que
se produzca eso, el agua, en una tubería forzada, transforma su energía
potencial en cinética, lo que supone un proceso que se basa en llevar el agua a
las máquinas y, una vez allí, ésta actúa sobre los álabes de la turbina
haciéndola girar. La turbina está unida por un eje al rotor del alternador que al
girar con los polos excitados por una corriente continua (creada por el excitatriz)
induce una corriente alterna en las bobinas de estator del alternador. El agua
una vez que ha cedido su energía es restituida al río debajo de la central.
• Parques eólicos: aprovechan la energía cinética del viento para transformarla
en energía eléctrica.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
6
Figura 5.2. Parque eólico.
Los aerogeneradores se componen básicamente de un rotor asociado a unas
aspas las cuales giran por la fuerza del viento. Este rotor está unido a una
multiplicadora que aumenta las revoluciones de un generador (aprox. 1500
r.p.m.) de corriente alterna.
• Centrales térmicas: aquellas que producen energía eléctrica a partir de la
combustión de carbón u otros combustibles.
Figura 5.3. Central térmica.
En una central térmica se utiliza como combustible el carbón, mineral previamente
triturado en molinos hasta quedar convertido en un polvo muy fino para facilitar su
combustión. De los molinos es enviado a la caldera de la central y una vez aquí los
quemadores provocan la combustión del carbón generando energía calorífica; esta
convierte a su vez en vapor a alta temperatura el agua que circula por una red, y
este vapor entra a gran presión en las turbinas de la central, la cual consta de tres
cuerpos (alta, media y baja presión) unidos por un mismo eje, siendo el objetivo de
esta triple disposición el aprovechar al máximo la fuerza del vapor.
Los álabes de la turbina hacen girar al mismo tiempo al eje de un alternador
produciendo así energía eléctrica. Esa energía generada en los alternadores es de
tensiones entre 3 y 36 KV en corriente alterna.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 7
05
Para el transporte a grandes distancias es necesario elevar las tensiones
generadas mediante las estaciones elevadoras situadas en las proximidades de las
centrales elevando los valores hasta 400 KV (alta tensión).
Posteriormente, para las cercanías de la población se reduce el valor de la tensión
en estaciones transformadoras de distribución a valores del orden de 30 Kv (media
tensión), momento en que se reparte la energía en media tensión hasta los centros
de transformación, cuya misión es reducir la tensión al nivel de distribución de baja
tensión con valores ya conocidos de 230/400V (baja tensión).
En el siguiente esquema se reproduce la interconexión entre todos estos
elementos.
400V
400V
Figura 5.4. Ejemplo red eléctrica.
Las líneas de transporte son uno de los principales elementos que intervienen en la
estructura de una red eléctrica.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
8
Así la interconexión de sistemas y reparto de la energía eléctrica se realiza por
medio de líneas aéreas para las redes regionales o nacionales, o bien el transporte
entre centros de producción y el consumo, utilizando para ello altas tensiones.
Para la distribución en medios rurales o provinciales se utilizan redes de distribución
en media tensión mediante líneas aéreas, y líneas subterráneas para centros
urbanos o zonas industriales.
Al igual que en el punto anterior la utilización de redes de distribución en baja
tensión se usan en distancias cortas para distribuciones directas a elementos de
consumo.
La elección de uno u otro sistema de distribución, bien aéreo o bien subterráneo,
depende de factores como el económico, ya que un sistema enterrado puede ser
hasta diez veces más costoso que un sistema aéreo; aunque también hay que tener
en cuenta que un sistema enterrado tiene una vida útil de unos 50 años mientras
que en un sistema aéreo se reduce a la mitad, por lo que la determinación de la
utilización de un sistema u otro es difícil.
Una línea aérea se define como el elemento de transporte formado por conductores
apoyados sobre elementos aislantes, sostenidos a una altura determinada por
medio de apoyos repartidos a lo largo de su recorrido.
Para estas líneas se utilizarán dos tipos de conductores; desnudos y aislados,
siendo estos últimos conductores formados por un alma conductora rodeada en
toda su longitud por una cubierta aislante.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 9
05
5.2. Distribución de energía eléctrica
La disposición adoptada por los conductores y receptores es lo que se denomina
como sistema de distribución de energía eléctrica, para lograr que la energía
generada en las centrales pueda ser utilizada en los lugares de consumo.
Las distribuciones se pueden hacer de dos formas:
• Distribución en serie: un sistema poco utilizado ya que los receptores
dependen del buen funcionamiento de los demás receptores, de modo que si
uno se estropea los demás no funcionarán.
• Distribución en derivación: también llamada a tensión constante y consiste en
conectar en paralelo los distintos receptores a lo largo de la línea. Distribución
utilizada en la casi totalidad de las instalaciones.
Las distribuciones en derivación se realizan en trifásica y a tensiones de valor 400
V.
Dentro de las distribuciones trifásicas, la más interesante es la estrella a cuatro
hilos, que nos permite aprovecharnos de una serie de variantes con diferentes
aplicaciones.
En la figura siguiente se muestra la conexión estrella a cuatro hilos alimentada
desde un centro de transformación. Una línea de media tensión alimenta a un
transformador, cuyo primario está conectado en triángulo y el secundario en
estrella, de cuyo centro se obtiene el conductor neutro.
C.T.
L1
L2
L3
N
L1
L2
L3
M
Figura 5.5. Distribución estrella.
La tensión entre cualquiera de las fases R, S o T y el conductor neutro es de 230 V,
la tensión compuesta entre las distintas fases será:
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
10
U= 3 V= 3 230=400 V
⋅ ⋅
Las variantes que podemos aprovechar de una distribución trifásica en estrella
serán:
1. Tres derivaciones a 230 V obtenidas entre cualquiera de las tres fases y el
neutro verificándose que:
S=V I P=V I cosφ Q=V I senφ
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
Esta variante se utiliza para alimentar a 230V receptores de pequeña potencia
como por ejemplo en nuestros domicilios.
2. Tres derivaciones a 400V obtenidas entre fases de la red verificándose que:
S=U I P=U I cosφ Q=U I senφ
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
Se utiliza para alimentar receptores de pequeña potencia al igual que en el caso
anterior.
3. Una derivación en triángulo, haciendo uso de las tres fases conectadas a un
receptor en triángulo. Se verifica que:
S= 3 U I P= 3 U I cosφ Q= 3 U I senφ
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
Se utiliza para receptores trifásicos de gran potencia.
4. Una derivación en estrella, haciendo uso de las tres fases y del neutro
verificándose que:
S=3 V I= 3 U I
P=3 V I cosφ= 3 U I cosφ
Q=V I senφ= 3 U I senφ
⋅ ⋅ ⋅ ⋅
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅
Se utiliza para alimentar receptores trifásicos de gran potencia conectados en
estrella con o sin neutro.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 11
05
También se utiliza para conectar grupos de receptores monofásicos en
estrella, lo que se llama compensación de fases. Se utiliza el conductor neutro
para retornar la intensidad de utilización y evitar el desequilibrio de tensiones,
por este motivo no se instala fusible en el conductor neutro.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
12
5.3. Redes de distribución
Las redes de distribución están formadas por conductores procedentes de los
centros de transformación con la finalidad de alimentar a las distintas acometidas.
Se entiende por acometida la parte de la instalación de la red de distribución, que
alimenta a la caja o cajas generales de protección (CGP). A partir de este tramo se
considera el resto de elementos como instalación de enlace, la cual estudiaremos
más adelante.
No nos vamos a centrar en el estudio de las redes de distribución de energía, sino
que en los siguientes apartados definiremos qué es la acometida y definiremos la
instalación de enlace y las diferentes partes que la constituyen, también
estudiaremos las principales características de dichas partes, para los cual nos
apoyaremos en las Instrucciones Técnicas Complementarias del Reglamento
Electrotécnico de baja tensión.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 13
05
Acometida
Caja general de
protección
Línea general de alimentación
Derivación individual
Red de distribución aerea
Red de distribución
Derivación individual
Centralización de
contadores
Cuadro de mando y protección
Figura 5.6. Instalación de enlace.
Atendiendo a su trazado, el tipo de distribución puede ser aérea, subterránea o
mixta.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
14
5.3.1. Redes aéreas
Para definir las redes aéreas nos apoyaremos en la Instrucción Técnica
Complementaria número 6 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (ITC-BT-
06).
A continuación vamos a detallar los principales elementos que forman parte de las
redes aéreas y sus principales características.
5.3.1.1. Conductores
En las redes aéreas los conductores utilizados serán de cobre, aluminio o de otros
materiales o aleaciones que posean características eléctricas y mecánicas
adecuadas, y serán preferentemente aislados.
Antes de especificar las características de los conductores definiremos el concepto
de tensión asignada. La tensión asignada de un cable es la tensión de referencia
para la que se ha diseñado el cable y que sirve para definir los ensayos eléctricos.
La tensión asignada se indica mediante la combinación de dos valores Uo/U,
expresados en voltios, siendo:
ƒ Uo el valor eficaz entre cualquier conductor aislado y tierra (revestimiento
metálico del cable o medio circundante).
ƒ U el valor eficaz entre dos conductores de fase cualquiera de un cable
multipolar o de un sistema de cables unipolares.
En las normas UNE 21031.1 y 21027 vienen definidas las tensiones asignadas a los
cables: conductores aislados y conductores desnudos.
Conductores aislados
Los conductores aislados serán de tensión asignada no inferior a 0,6/1 kV, tendrán
un recubrimiento tal que garantice una buena resistencia a las acciones de la
intemperie y deberán satisfacer las exigencias especificadas en la norma UNE
21.030.
La sección mínima permitida en los conductores de aluminio será de 16 mm
2
y en
los de cobre de 10 mm2
. La sección mínima correspondiente a otros materiales será
la que garantice una resistencia mecánica y conductividad eléctrica no inferiores a
las que corresponden a las de cobre anteriormente indicadas.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 15
05
Conductores desnudos
Los conductores desnudos serán resistentes a las acciones de la intemperie y su
carga de rotura mínima a la tracción será de 410 daN, debiendo satisfacer las
exigencias especificadas en las normas UNE 21.012 o UNE 21.018 según los
conductores sean de cobre o de aluminio.
Se considerarán como conductores desnudos aquellos conductores aislados para
una tensión nominal inferior a 0,6/1 kV.
Las líneas aéreas suelen utilizarse en redes secundarias, cuando están instaladas
en las afueras de las ciudades, y en las redes de baja tensión, tanto si están fuera
como dentro de las urbanizaciones, derivándose de estas últimas las acometidas
hacia los abonados.
5.3.1.2. Aisladores
Los aisladores serán de porcelana, vidrio o de otros materiales aislantes
equivalentes que resistan las acciones de la intemperie, especialmente las
variaciones de temperatura y la corrosión, debiendo ofrecer la misma resistencia a
los esfuerzos mecánicos y poseer el nivel de aislamiento de los aisladores de
porcelana o vidrio.
La fijación de los aisladores a sus soportes se efectuará mediante roscado o
cementación a base de sustancias que no ataquen ninguna de las partes, y que no
sufran variaciones de volumen que puedan afectar a los propios aisladores o a la
seguridad de su fijación.
Aislante mojado
4 X V
+1000
Figura 5.7. Aislador.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
16
5.3.1.3. Accesorios de sujeción
Los accesorios que se empleen en las redes aéreas deberán estar debidamente
protegidos contra la corrosión y envejecimiento, y resistirán los esfuerzos
mecánicos a los que puedan estar sometidos, con un coeficiente de seguridad no
inferior al que corresponda al dispositivo de anclaje donde estén instalados.
5.3.1.4. Apoyos
Los apoyos podrán ser metálicos, de hormigón, madera o de cualquier otro material
que cuente con la debida autorización de la Autoridad competente, y se
dimensionarán de acuerdo con las hipótesis de cálculo indicadas en el apartado 2.3
de la instrucción técnica complementaria número 6. Deberán presentar una
resistencia elevada a las acciones de la intemperie, y en el caso de no presentarla
por si mismos deberán recibir los tratamientos adecuados para tal fin.
Como apoyos se emplean “palomillas” (siguiente figura), que están constituidas por
unos perfiles de hierro debidamente pintados para que no se oxiden; soportan los
aisladores y están empotrados en las paredes de los edificios. También se emplean
como apoyos postes de madera y de hormigón.
Figura 5.8. Apoyos.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 17
05
5.3.1.5. Instalación
Las líneas aéreas de baja tensión que pasan cerca de edificaciones deben estar
alejadas de las mismas lo suficiente, para que queden respetadas las distancias
mínimas que indican la siguiente figura.
3,0
1,0
1,0
3,0
1,0
1,0
3,0
3,0
1,8
0,8 0,8
1,8
3,0
3,0
1,0
1,0
1,0
3,0
3,0
1,8
45º
45º
0,2
0,2
1,0
0,2
3,0
1,0
3,0
0,2
3,0
3,0
1,0
0,2
0,2
0,2
0,2
Figura 5.9. Distancias.
5.3.2. Redes subterráneas
Para definir las redes subterráneas nos apoyaremos en la Instrucción Técnica
Complementaria número 7 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (ITC-BT-
07).
A continuación describiremos las principales características de estas redes:
ƒ Materiales.
ƒ Instalación.
Materiales
Las líneas subterráneas se emplean en redes secundarias cuando están en el
interior de las ciudades, y en líneas de baja tensión en el caso que quiera evitarse
la falta de estética en las líneas aéreas.
Los cables empleados están en general formados por tres o cuatro conductores,
uno para cada fase en el primer caso, y otro más para el neutro, en el segundo.
Los conductores de los cables utilizados en las líneas subterráneas serán de cobre
o de aluminio y estarán aislados con mezclas apropiadas de compuestos
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
18
poliméricos. Estarán además debidamente protegidos contra la corrosión y tendrán
la resistencia mecánica suficiente para soportar los esfuerzos a que puedan estar
sometidos.
Los cables serán de uno o más conductores y su tensión asignada no será inferior a
0,6/1 kV. La sección de estos conductores será la adecuada a las intensidades y
caídas de tensión previstas y, en todo caso, la sección mínima será de 6 mm2
para
conductores de cobre y de 16 mm2
para los de aluminio.
La sección del neutro depende del número de conductores con que se haga la
distribución, en caso de que la distribución se haga con dos o tres conductores la
sección del neutro será igual a la de los conductores, en caso de que la distribución
se haga con cuatro conductores será como mínimo la que se muestra en la
siguiente tabla.
Conductores fase (mm
2
) Sección neutro (mm
2
)
6 (Cu) 6
10 (Cu) 10
16 (Cu) 10
16 (AI) 16
25 16
35 16
50 25
70 35
95 50
120 70
150 70
185 95
240 120
300 150
400 185
Figura 5.10. Tabla sección mínima en función de la sección de los conductores de fase.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 19
05
Instalación
Los cables subterráneos suelen colocarse directamente sobre el terreno, en el
fondo de una zanja practicada en el mismo y rodeados de tierra vegetal, que
conserva la humedad y, por tanto, disipa el calor que por efecto Joule se genera en
el cable (siguiente figura). Para cruzar ríos, carreteras u otros obstáculos, se
instalan los cables dentro de tubos de cemento para darles mejor protección.
Los conductores aislados pueden instalarse directamente enterrados, en
canalizaciones entubadas, en galerías, en atarjeas o canales revisables y en
bandejas, soportes, palomillas o directamente sujetos a la pared.
Figura 5.11. Instalación enterrada.
El tendido de cables en estaciones y cabinas se realiza empleando estantes
metálicos o sujetándolos en la pared mediante bridas, tal como muestra la siguiente
figura.
Figura 5.12. Cabina subterránea.
Los empalmes y derivaciones son uno de los puntos más delicados en la instalación
de cables subterráneos, ya que la necesaria discontinuidad del aislante, por otra
parte imposible de evitar, presenta un peligro evidente de dificultades.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
20
Los empalmes y derivaciones suelen realizarse en cajas especiales de hierro
fundido (siguiente figura), las cuales se rellenan de resinas o ceras fundidas una
vez realizada la unión de los conductores, y se mantienen durante unas horas a 100
ºC para que se disipe toda la humedad. Las resinas solidifican al enfriarse,
formando un buen aislante de los conductores que se han unido o derivado.
Figura 5.13. Empalmes.
Deberemos de tener muy en cuenta todas las especificaciones que aparecen en la
Instrucción Técnica número 7 relativas a cruzamientos, proximidades y paralelismo
con otras redes (como por ejemplo canalizaciones de agua, alcantarillado…).
La intensidad máxima de los conductores depende, entre otras cosas, de la
temperatura máxima que el asilamiento del conductor es capaz de soportar.
Temperatura máxima ºC
Tipo de Aislamiento seco
Servicio permanente Cortocircuito t ≤5s
Policloruro de vinillo (PVC)
S ≤ 300m
2
70 160
S > 300m
2
70 140
Polietileno reticulado (XLPE) 90 250
Etileno Propileno (EPR) 90 250
Figura 5.14. Tabla temperatura máxima de aislamientos.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 21
05
Además depende de que el conductor sea de cobre o de aluminio.
En la Instrucción Técnica número 7 podemos encontrar las tablas en función del
tipo de conductor y el tipo de instalación, como ejemplo incluimos la tabla de
intensidad máxima admisible para conductores de cobre enterrados con las
siguientes condiciones:
ƒ Temperatura del terreno 25 ºC.
ƒ Profundidad de instalación 0,70 m.
ƒ Resistividad térmica del terreno 1 K m/W.
Deberemos aplicar los factores de corrección correspondientes que encontraremos
en dicha instrucción en caso de que la temperatura del terreno sea diferente a
25ºC, en caso de que la instalación no se encuentre a 0,70 metros y en caso de
que la resistividad térmica sea diferente de 1 K m/W.
Además, deberemos aplicar un factor de corrección en caso de que realicemos la
instalación bajo tubo.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
22
Terna de cables unipolares (1) (2) 1 cable bipolar o tetrapolar (3)
Tipo de aislamiento
Sección
nominal
mm
2
XLPE EPR PVC XLPE EPR PVC
6 72 70 63 66 64 56
10 96 94 85 88 85 75
16 125 120 110 115 110 97
25 160 155 140 150 140 125
35 190 185 170 180 175 150
50 230 225 200 215 205 180
70 280 270 245 260 250 220
95 335 325 290 310 305 265
120 380 375 335 355 350 305
150 425 415 370 400 390 340
185 480 470 420 450 440 385
240 550 540 485 520 505 445
300 620 610 550 590 565 505
400 705 690 615 665 645
500 790 775 685 - - -
630 885 870 770 - - -
Figura 5.15. Tabla de intensidades máximas admisibles.
(1) Incluye el conductor neutro, si existe.
(2) Para el caso de dos cables unipolares, la intensidad máxima admisible será la
correspondiente a la columna de la terna de cables unipolares de la misma sección y tipo de
aislamiento, multiplicada por 1,225.
(3) Para el caso de un cable bipolar, la intensidad máxima admisible será la correspondiente a la
columna del cable tripolar o tetrapolar de la misma sección y tipo de aislamiento, multiplicada
por 1,225.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 23
05
5.3.3. Redes mixtas
La unión entre una línea aérea y subterránea se lleva a cabo mediante uno de los
sistemas mostrados en la siguiente figura. Esencialmente consisten en unos
aisladores cogidos a una caja metálica, por cuyo interior pasa una varilla
conductora que une la línea subterránea con la aérea.
Figura 5.16. Enlaces.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
24
5.4. Acometida
Para definir la acometida nos apoyaremos en la Instrucción Técnica
Complementaria número 11 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (ITC-
BT-11).
La acometida es la línea que va desde la red de distribución hasta la caja o cajas
generales de protección. Estas líneas pueden ser, atendiendo a su trazado, aéreas
(posada sobre fachada o tensada sobre poste), subterráneas (con entrada y salida
o en derivación) o mixtas.
La acometida discurrirá por terrenos de dominio público excepto en aquellos casos
de acometidas aéreas o subterráneas, en que hayan sido autorizadas las
correspondientes servidumbres de paso.
Se evitará la realización de acometidas por patios interiores, garajes, jardines
privados, viales de conjuntos privados cerrados, etc.
En general se dispondrá de una sola acometida por edificio o finca. Sin embargo,
podrán establecerse acometidas independientes para suministros complementarios
establecidos en el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión o aquellos cuyas
características especiales (potencias elevadas, entre otras) así lo aconsejen.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 25
05
ACOMETIDA
DE
RED
AÉREA
RED
DE
DISTRIBUCIÓN
R.Z.
PIEZAS
CONEXIÓN
PROTEGIDAS
ACOMETIDA
DE
RED
MIXTA
Figura 5.17. Acometida de red mixta.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
26
RED DE
DISTRIBUCIÓN
E.R.
PIEZAS CONEXIÓN
PROTEGIDAS
CAJA GENERAL DE
PROTECCIÓN
DERIVACIÓN A
CUADRO ABONADO
0.6/1 KY. Cu.
ACOMETIDA DE
RED AÉREA
ACOMETIDA
CABLE RZ. Q6/
KVAI.
Figura 5.18. Acometida de red aérea.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 27
05
5.5. Instalación de enlace
Para definir las instalaciones de enlace nos apoyaremos en la Instrucción Técnica
Complementaria número 12 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (ITC-
BT-12).
Como definición podemos decir que la instalación de enlace es aquella que une la
caja general de protección (C.G.P.) o cajas generales de protección (incluidas
éstas) con las instalaciones interiores, ya bien sean destinadas a viviendas o a
actividades industriales.
Comienza en el fin de la acometida y termina en los dispositivos generales de
mando y protección la acometida, por lo tanto, no forma parte de la instalación de
enlace, y es responsabilidad de la empresa suministradora.
Toda la instalación de enlace tiene como finalidad suministrar la potencia eléctrica
contratada por cada abonado, reuniendo los requisitos en cuanto a caída de tensión
se refiere, comprendida en los límites de ± 7%; por lo que nos da unos márgenes
de entre 213,9 V y 246,1 V para una tensión de contratación de 230 V.
Para poder cumplir este requisito, cada tramo de la instalación de enlace debe
cumplimentar unas caídas de tensión máximas atendiendo a su forma de
instalación, las iremos viendo a medida que avancemos en el tema.
Las instalaciones de enlace se situarán y discurrirán siempre por lugares de uso
común y, además, quedarán de propiedad del usuario, el cual se responsabilizará
de su conservación y mantenimiento.
Las partes que constituyen una instalación de enlace se detallan a continuación.
• Caja general de protección (C.G.P.) (3).
• Línea general de alimentación (L.G.A.) (4).
• Interruptor general de maniobra (5).
• Caja de derivación (6).
• Emplazamiento contadores (7).
• Derivación individual (D.I.) (8).
• Fusible de seguridad (9).
• Contadores (10).
• Caja para interruptor de control de potencia (I.C.P.) (10).
• Dispositivos generales de mando y protección (D.G.M.P.) (12).
• Instalación interior (13).
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
28
Wh
9
12
11
13
8
10
12
11
12
11
12
11
12
11
Wh
9
10
Wh
9
10
Wh
9
10
Wh
9
10
8
5
3
8
Locales de
usuarios
Viviendas
de usuarios
2
4
7
Figura 5.19. Instalación de enlace contadores totalmente centralizados.
Los tramos 1 y 2 corresponden a la red de distribución y a la acometida.
El interruptor general de maniobra es obligada instalación para más de 2
contadores (este interruptor tiene la función de dejar fuera de servicio la instalación
eléctrica del edificio, lo cual puede resultar muy útil, por ejemplo, en caso de
incendio).
A continuación mostramos una figura de la instalación de enlace para un solo
usuario, en este caso se podrán simplificar las instalaciones de enlace al coincidir
en el mismo lugar la Caja General de Protección (pues el fusible de seguridad (9)
coincide con el fusible de la CGP) y la situación del equipo de medida y no existir,
por tanto, la línea general de alimentación. Al coincidir en el mismo lugar la Caja
General de Protección y el equipo de medida lo denominaremos Caja de Protección
y Medida.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 29
05
Wh
10
9
12
11
13
8
2
Local o vivienda de
usuario
Figura 5.20. Instalación de enlace para un solo usuario.
Este esquema también es válido para 2 usuarios alimentados desde el mismo lugar,
cada usuario tendrá su fusible de seguridad y su contador (este tipo de esquema es
típico de viviendas adosadas, se pueden instalar dos cajas de protección en un
mismo nicho o una caja doble que agrupe los contadores y fusibles de protección
de los dos usuarios).
Utilizaremos las cajas de derivación en el caso de que la instalación de contadores
sea parcialmente centralizada, para derivar de la línea general de alimentación
hacia los diferentes emplazamientos de centralizaciones parciales de contadores.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
30
5.6. Cajas generales de protección
Para definir las cajas generales de protección nos apoyaremos en la Instrucción
Técnica Complementaria número 13 del Reglamento Electrotécnico de Baja
Tensión (ITC-BT-13).
Las cajas generales de protección son las cajas que alojan los elementos de
protección de las líneas generales de alimentación, siendo el principio de la
instalación de enlace; por lo tanto, su situación se fijará de común acuerdo entre la
propiedad y la empresa suministradora.
Se instalarán preferentemente sobre las fachadas exteriores de los edificios, en
lugares de libre y permanente acceso.
• Si el edificio contiene en su interior un centro de transformación para
distribución en baja tensión, los fusibles del cuadro de baja tensión de dicho
centro podrán utilizarse como protección de la línea general de alimentación,
desempeñando la función de caja general de protección. En este caso, la
propiedad y el mantenimiento de dichos fusibles, (y, por lo tanto, 5 de la caja
general de protección es responsabilidad de la compañía suministradora.
• Cuando la acometida sea subterránea se instalará siempre en un nicho en
pared y estará protegida contra la corrosión, disponiendo de una cerradura o
candado normalizado por la empresa suministradora. La parte inferior de la
puerta se encontrará a un mínimo de 30 cm. del suelo.
Figura 5.21. Caja general de protección con acometida subterránea.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 31
05
• Cuando la acometida sea aérea podrán instalarse en montaje superficial a una
altura sobre el suelo comprendida entre 3 m y 4 m. Cuando se trate de una
zona en la que esté previsto el paso de la red aérea a red subterránea, la caja
general de protección se situará como si se tratase de una acometida
subterránea.
Siempre se procurará que la situación en la que se ubique la caja general de
protección se encuentre lo más próxima posible a la red de distribución pública y
que quede alejada de otras instalaciones en cualquier caso deberemos cumplir las
especificaciones descritas en las ITC-BT-06 y ITC-BT-07 y protegerla
adecuadamente.
No se alojarán más de dos cajas generales de protección en el interior del mismo
nicho, disponiéndose una caja por cada línea general de alimentación. Además, los
usuarios o el instalador electricista autorizado sólo tendrán acceso y podrán actuar
sobre las conexiones con la línea general de alimentación, previa comunicación a la
empresa suministradora.
Las cajas generales de protección deben ajustarse a las especificaciones técnicas
que ha impuesto la empresa suministradora y que hayan sido aprobadas por la
Administración Pública competente. Dentro de las mismas se instalarán
cortacircuitos fusibles en todos los conductores de fase o polares, con poder de
corte al menos igual a la corriente de cortocircuito prevista en el punto de su
instalación. El neutro estará constituido por una conexión amovible situada a la
izquierda de las fases, colocada la caja general de protección en posición de
servicio, y dispondrá también de un borne de conexión para su puesta a tierra si
procede.
El esquema de caja general de protección a utilizar estará en función de las
necesidades del suministro solicitado, del tipo de red de alimentación y lo
determinará la empresa suministradora.
Para el caso de suministros para un único usuario o dos usuarios alimentados
desde el mismo lugar, al no existir línea general de alimentación, podrá simplificarse
la instalación colocando en un único elemento, la caja general de protección y el
equipo de medida; dicho elemento se denominará caja de protección y medida.
De la misma manera que las cajas de protección, la medida a utilizar de éstas
corresponderán a uno de los tipos recogidos en las especificaciones técnicas de la
empresa suministradora que hayan sido aprobadas por la Administración Pública
competente.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
32
CGP-I CGP-7
Figura 5.22. Ejemplos de esquemas de cajas generales de protección.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 33
05
5.7. Línea general de alimentación
Para definir la línea general de alimentación nos apoyaremos en la Instrucción
Técnica Complementaria número 14 del Reglamento Electrotécnico de Baja
Tensión (ITC-BT-14).
La línea general de alimentación es el tramo que enlaza la caja general de
protección con la centralización de contadores pudiendo hacerse derivaciones para
distintas centralizaciones de contadores.
Las líneas generales de alimentación pueden estar constituidas por:
• Conductores aislados en el interior de tubos empotrados.
• Conductores aislados en el interior de tubos enterrados.
• Conductores aislados en el interior de tubos en montaje superficial.
• Conductores aislados en el interior de canales protectores, cuya tapa sólo se
pueda abrir con la ayuda de un útil.
• Canalizaciones eléctricas prefabricadas que deberán cumplir la norma UNE-EN
60.439-2.
• Conductores aislados en el interior de conductos cerrados de obra de fábrica,
proyectados y construidos al efecto.
Los tubos y canalizaciones deben cumplir la ITC-BT-21 salvo lo indicado en la ITC-
BT-14 y las canalizaciones deben incluir el conductor de protección.
En su instalación, se procurará que el trazado de la línea general de alimentación
será lo más corto y rectilíneo posible constituyéndose de conductores aislados en el
interior de tubos empotrados, tubos enterrados (en cuyo caso deben cumplir lo
especificado en la ITC-BT-07) o bien tubos en montaje superficial. Las
canalizaciones deberán permitir la ampliación de la sección de los conductores en
un cien por cien.
Los conductores a utilizar (tres de fase y neutro) serán de cobre o aluminio de
tensión asignada 0,6/1 kV y la sección mínima de estos será de 10mm2
en cobre o
de 16mm2
en aluminio. Los cables serán no propagadores del incendio y con
emisión de humos y opacidad reducida. La sección de los cables debe ser uniforme
en todo su recorrido y sin empalmes debiendo prestar especial atención a las
conexiones que se realicen en los conductores de aluminio.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
34
La caída de tensión máxima permitida será:
• Para líneas generales de alimentación destinadas a contadores totalmente
centralizados: 0,5 por 100.
• Para líneas generales de alimentación destinadas a centralizaciones parciales
de contadores: 1 por 100.
La sección de la línea general de alimentación dependerá del tipo de instalación de
la línea, la línea general de alimentación puede ser aérea, subterránea o tratarse de
una instalación interior. Dependiendo del tipo de instalación realizada deberemos
comprobar la intensidad máxima de los conductores en las Instrucciones Técnicas
Complementarias 6, 7 ó 19 respectivamente, teniendo en cuenta además, los
factores de corrección que se indiquen en dichas instrucciones.
La intensidad máxima de la línea general de alimentación vendrá determinada por
las normas particulares de las compañías suministradoras.
Para la sección del conductor neutro se tendrán en cuenta el máximo desequilibrio
que puede preverse, las corrientes armónicas y su comportamiento, en función de
las protecciones establecidas ante las sobrecargas y cortocircuitos que pudieran
presentarse. El conductor neutro tendrá una sección de aproximadamente el 50 por
100 de la correspondiente al conductor de fase, no siendo inferior a los valores
especificados en la siguiente tabla, en la cual se especifican las secciones de los
conductores y los diámetros de tubo a utilizar.
Sección de fase (mm
2
) Sección de neutro (mm
2
) Diámetro exterior de los tubos (mm)
10 (Cu) 10 75
16 (Cu) 10 75
16 (Al) 16 75
25 16 110
35 16 110
50 25 125
70 35 140
95 50 140
120 70 160
150 70 160
185 95 180
240 120 200
Figura 5.23. Tabla sección mínima conductor neutro (mm
2
) y del diámetro exterior de los tubos
(mm).
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 35
05
5.8. Derivaciones individuales
Para definir las derivaciones individuales nos apoyaremos en la Instrucción Técnica
Complementaria número 15 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (ITC-
BT-15).
La derivación individual es la parte de la instalación que, partiendo de la línea
general de alimentación, suministra energía eléctrica a una instalación.
En este tramo se incluyen los fusibles de seguridad, los cuales se instalarán antes
de los contadores y se colocarán en cada una de las fases los aparatos de medida
y los dispositivos de mando y protección.
Las derivaciones individuales estarán constituidas por:
• Conductores aislados en el interior de tubos empotrados.
• Conductores aislados en el interior de tubos enterrados.
• Conductores aislados en el interior de tubos en montaje superficial.
• Conductores aislados en el interior de canales protectores, cuya tapa sólo se
pueda abrir con la ayuda de un útil.
• Canalizaciones eléctricas prefabricadas que deberán cumplir la norma UNE-EN
60.439 -2.
• Conductores aislados en el interior de conductos cerrados de obra de fábrica,
proyectados y construidos al efecto.
Cada derivación individual será totalmente independiente de las derivaciones
correspondientes a otros usuarios.
El número de conductores de cada derivación individual vendrá fijado por el número
de fases necesarias para la utilización de los receptores de la derivación
correspondiente (es decir, si tenemos algún receptor trifásico debemos incluir las
tres fases en la derivación individual) y según su potencia, pues a partir potencia
máxima que las compañías suministradoras están obligadas a suministrar en
monofásica, deberemos instalar trifásica, cada derivación individual debe llevar su
correspondiente conductor neutro, así como el conductor de protección.
En el caso de suministros individuales el punto de conexión del conductor de
protección, se dejará a criterio del proyectista de la instalación. Además, cada
derivación individual incluirá el hilo de mando para posibilitar la aplicación de
diferentes tarifas.
No se admitirá el empleo de conductor neutro común ni de conductor de protección
común para distintos suministros.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
36
Los conductores a utilizar serán de cobre o aluminio, aislados y normalmente
unipolares, siendo su tensión asignada 450/750 V.
Para el caso de cables multiconductores o para el caso de derivaciones individuales
en el interior de tubos enterrados, el aislamiento de los conductores será de tensión
asignada 0,6/1 kV.
La sección mínima será de 6 mm
2
para los cables polares, neutro y protección, y de
1,5 mm
2
para el hilo de mando, que será de color rojo.
La sección de los conductores a utilizar se establecerá en función de la previsión de
carga de la instalación, del sistema de instalación elegido y la caída de tensión.
El conductor neutro deberá, en general, ser de la misma sección que los
conductores de fase, excepto cuando se justifique que no puedan existir
desequilibrios o corrientes armónicas por cargas no lineales.
La caída de tensión máxima admisible será:
• Para el caso de contadores concentrados en más de un lugar: 0,5%.
• Para el caso de contadores totalmente concentrados: 1%.
• Para el caso de derivaciones individuales en suministros para un único usuario
en que no existe línea general de alimentación: 1,5%.
5.8.1. Contadores
Para definir las principales características de los contadores nos apoyaremos en la
Instrucción Técnica Complementaria número 16 del Reglamento Electrotécnico de
Baja Tensión (ITC-BT-16).
Los contadores son los elementos que nos permiten dar lectura del gasto de
energía eléctrica por usuario.
Los contadores y demás dispositivos para la medida de la energía eléctrica, podrán
estar ubicados en:
ƒ Módulos (cajas con tapas precintables).
ƒ Paneles.
ƒ Armarios.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 37
05
Existen varias formas de colocación para contadores:
ƒ Colocación de forma individual: destinada para un solo usuario
independiente o a dos usuarios alimentados desde un mismo lugar, de
forma que se instalará una caja de protección y medida con los fusibles
generales de protección y el contador en este caso, como ya hemos
comentado, los fusibles generales de protección coinciden con los fusibles
de seguridad antes mencionados.
ƒ Colocación de forma concentrada: edificios de viviendas, comerciales o
concentración de industrias. Los contadores se concentraran en uno o
varios lugares habilitándose para ello un local o un armario.
° En local, cuando el número de contadores sea superior a 16. En
edificios de hasta 12 plantas se colocarán en la planta baja, en edificios
superiores a 12 plantas se podrá concentrar por plantas intermedias.
° En armario, cuando el número de contadores sea igual o inferior a 16.
Las concentraciones de contadores están formadas por los siguientes unidades:
ƒ Unidad funcional de interruptor general de maniobra. Su misión es dejar
fuera de servicio, en caso de necesidad, toda la concentración de
contadores. Será obligatoria para concentraciones de más de dos usuarios.
Esta unidad contiene un interruptor de corte omnipolar de apertura en carga,
el cual garantiza que el neutro no sea cortado antes que los otros polos. Se
instalará entre la línea general de alimentación y el embarrado general de la
concentración de contadores, y cuando exista más de una línea general de
alimentación se colocará un interruptor por cada una de ellas. El interruptor
será, como mínimo, de 160 A para previsiones de carga hasta 90 kW, y de
250 A para las superiores a ésta, hasta 150 kW.
ƒ Unidad funcional de embarrado general y fusibles de seguridad.
Contiene el embarrado general de la concentración y los fusibles de
seguridad correspondiente a todos los suministros que estén conectados al
mismo. Dispondrá de una protección aislante que evite contactos
accidentales con el embarrado general al acceder a los fusibles de
seguridad.
ƒ Unidad funcional de medida. Contiene los contadores, interruptores
horarios y/o dispositivos de mando para la medida de la energía eléctrica.
ƒ Unidad funcional de mando (opcional). Contiene los dispositivos de
mando para el cambio de tarifa de cada suministro.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
38
ƒ Unidad funcional de embarrado de protección y bornes de salida.
Contiene el embarrado de protección, donde se conectarán los cables de
protección de cada derivación individual, así como los bornes de salida de
las derivaciones individuales. El embarrado de protección deberá estar
señalizado con el símbolo normalizado de puesta a tierra y conectado a
tierra.
ƒ Unidad funcional de telecomunicaciones (opcional).
Figura 5.24. Ejemplo de centralización de contadores.
5.8.2. Dispositivos generales e individuales de mando y
protección. Interruptor de control de potencia
Para definir las principales características de los dispositivos individuales de mando
y protección y del interruptor de control de potencia nos apoyaremos en la
Instrucción Técnica Complementaria número 17 del Reglamento Electrotécnico de
Baja Tensión (ITC-BT-17).
Los dispositivos generales de mando y protección, se situarán lo más cerca posible
del punto de entrada de la derivación individual en el local o vivienda del usuario.
En viviendas y en locales comerciales e industriales en los que proceda, se
colocará una caja para el interruptor de control de potencia, inmediatamente antes
de los demás dispositivos, en compartimento independiente y precintable. Dicha
caja se podrá colocar en el mismo cuadro donde se coloquen los dispositivos
generales de mando y protección.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 39
05
En viviendas, deberá preverse la situación de los dispositivos generales de mando y
protección junto a la puerta de entrada y no podrá colocarse en dormitorios, baños,
aseos, etc. En los locales destinados a actividades industriales o comerciales,
deberán situarse lo más próximo posible a una puerta de entrada de éstos.
En locales de uso común o de pública concurrencia, deberán tomarse las
precauciones necesarias para que los dispositivos de mando y protección no sean
accesibles al público en general.
La altura a la cual se situarán los dispositivos generales e individuales de mando y
protección de los circuitos, medida desde el nivel del suelo, estará comprendida
entre 1,4 y 2 m para viviendas, mientras que en locales comerciales, la altura
mínima será de 1 m desde el nivel del suelo.
Tal y como hemos comentado anteriormente, en primer lugar encontraremos el
interruptor de control de potencia, dicho dispositivo lo instala la compañía
suministradora y depende de la potencia contratada.
El interruptor de control de potencia (ICP) es un dispositivo para controlar que la
potencia realmente demandada por el consumidor no exceda de la potencia
contratada (no puede considerarse un elemento de protección, únicamente de
control). El ICP se utiliza para suministros en baja tensión y hasta una intensidad de
63 A, para suministros superiores a 63 A no se utiliza el ICP, sino que se utilizarán
interruptores de intensidad regulable, maxímetros o integradores incorporados en el
equipo de medida de energía eléctrica (con lo cual no tiene sentido la instalación de
la caja para el ICP).
A continuación encontramos los dispositivos generales e individuales de mando y
protección que serán, como mínimo:
ƒ Un interruptor general automático de corte omnipolar, que permita su
accionamiento manual y que esté dotado de elementos de protección contra
sobrecarga y cortocircuitos. Este interruptor será independiente del
interruptor de control de potencia.
ƒ Un interruptor diferencial general destinado a la protección contra contactos
indirectos de todos los circuitos; salvo que la protección contra contactos
indirectos se efectúe mediante otros dispositivos de acuerdo con la ITC-BT-
24.
ƒ Dispositivos de corte omnipolar, destinados a la protección contra
sobrecargas y cortocircuitos de cada uno de los circuitos interiores de la
vivienda o local.
ƒ Dispositivo de protección contra sobretensiones, según ITC-BT-23, si fuese
necesario.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
40
Si por el tipo o carácter de la instalación se instalase un interruptor diferencial por
cada circuito o grupo de circuitos, se podría prescindir del interruptor diferencial
general, siempre que queden protegidos todos los circuitos. En el caso de que se
instale más de un interruptor diferencial en serie, existirá una selectividad entre
ellos.
Figura 5.25. Ejemplo de cuadro de mando y protección.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 41
05
5.9. Sistemas de conexión en redes de
distribución de una instalación
eléctrica. Toma de tierra
A continuación mostramos los sistemas de conexión del neutro y de las masas en
redes de distribución y analizamos brevemente los principales sistemas de puesta a
tierra.
5.9.1. Sistemas de conexión en redes de distribución de
una instalación eléctrica
Para definir los sistemas de conexión del neutro y de las masas en redes de
distribución de una instalación eléctrica nos apoyaremos en la Instrucción Técnica
Complementaria número 8 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (ITC-BT-
8).
Para la determinación de las características de los elementos de protección, será
preciso tener en cuenta el esquema de distribución empleado.
Los esquemas de distribución se establecen en función de las conexiones a tierra
de la red de distribución o de la alimentación, por un lado, y de las masas de la
instalación receptora, por otro.
La denominación se realiza con un código de letras con el significado siguiente:
ƒ Primera letra: se refiere a la situación de la alimentación con respecto a
tierra.
° T = conexión directa de un punto de la alimentación a tierra.
° I = aislamiento de todas las partes activas de la alimentación con
respecto a tierra o conexión de un punto a tierra a través de una
impedancia.
ƒ Segunda letra: se refiere a la situación de las masas de la instalación
receptora con respecto a tierra.
° T = masas conectadas directamente a tierra, independientemente de la
eventual puesta a tierra de la alimentación.
° N = masas conectadas directamente al punto de la alimentación puesto
a tierra (en corriente alterna, este punto es normalmente el punto
neutro).
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
42
ƒ Otras letras (eventuales): se refieren a la situación relativa del conductor
neutro y del conductor de protección.
° S = las funciones de neutro y de protección, aseguradas por
conductores separados.
° C = las funciones de neutro y de protección, combinadas en un solo
conductor (conductor CPN).
Esquema TN
Los esquemas TN tienen un punto de la alimentación, generalmente el neutro o
compensador, conectado directamente a tierra y las masas de la instalación
receptora conectadas a dicho punto mediante conductores de protección. Se
distinguen tres tipos de esquemas TN, según la disposición relativa del conductor
neutro y del conductor de protección:
Esquema TN-S: En el que el conductor neutro y el de protección son distintos en
todo el esquema.
Figura 5.26. Esquema TN-S.
Esquema TN-C: en el que las funciones de neutro y protección están combinados
en un solo conductor en todo el esquema.
Masa
Instalación receptora
Alimentación
CP
F
F
F
CP N
Figura 5.27. Esquema TN-C.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 43
05
Esquema TN-C-S: en el que las funciones de neutro y protección están combinadas
en un solo conductor en una parte del esquema.
Esquema TT
El esquema TT tiene un punto de alimentación, generalmente el neutro o
compensador, conectado directamente a tierra. Las masas de la instalación
receptora están conectadas a una toma de tierra separada de la toma de tierra de la
alimentación.
Figura 5.28. Esquema TT.
Esquema IT
El esquema IT no tiene ningún punto de la alimentación conectado directamente a
tierra. Las masas de la instalación receptora están puestas directamente a tierra.
Masa
Instalación receptora
Alimentación
CP
F
F
F
Figura 5.29. Esquema IT.
5.9.2. Instalaciones de puesta a tierra
Para definir las instalaciones de puesta a tierra nos apoyaremos en la Instrucción
Técnica Complementaria número 18 del Reglamento Electrotécnico de Baja
Tensión (ITC-BT-18).
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
44
Las puestas a tierra se establecen principalmente con objeto de limitar la tensión
que, con respecto a tierra, puedan presentar en un momento dado las masas
metálicas, asegurar la actuación de las protecciones y eliminar o disminuir el riesgo
que supone una avería en los materiales eléctricos utilizados.
La puesta o conexión a tierra es la unión eléctrica directa, sin fusibles ni protección
alguna, de una parte del circuito eléctrico o de una parte conductora no
perteneciente al mismo, mediante una toma de tierra con un electrodo o grupos de
electrodos enterrados en el suelo.
Mediante la instalación de puesta a tierra se deberá conseguir que en el conjunto
de instalaciones, edificios y superficie próxima del terreno no aparezcan diferencias
de potencial peligrosas y que, al mismo tiempo, permita el paso a tierra de las
corrientes de defecto o las de descarga de origen atmosférico.
Tal y como vemos en la siguiente figura, en toda instalación de puesta a tierra debe
preverse un borne principal de tierra, al cual deben unirse los conductores
siguientes:
ƒ Los conductores de tierra.
ƒ Los conductores de protección.
ƒ Los conductores de unión equipotencial principal.
ƒ Los conductores de puesta a tierra funcional, si son necesarios.
M
T
P
C
B
1
1 1
1
4
2
3
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 45
05
Leyenda
1 Conductor de protección.
2 Conductor de unión equipotencial principal.
3 Conductor de tierra o línea de enlace con el electrodo de puesta a tierra.
4 Conductor de equipotencialidad suplementaria.
B Borne principal de tierra.
C Elemento conductor.
P Canalización metálica principal de agua.
T Toma de tierra.
Figura 5.30. Esquema de puesta a tierra de una instalación.
Para la toma de tierra se pueden utilizar electrodos formados por:
ƒ Barras y tubos.
ƒ Pletinas conductores desnudos.
ƒ Placas.
ƒ Anillos o mallas metálicas constituidos por los elementos anteriores o sus
combinaciones.
ƒ Armaduras de hormigón enterradas con excepción de las armaduras
pretensadas.
ƒ Otras estructuras enterradas que se demuestre que son apropiadas.
El tipo y la profundidad de enterramiento de las tomas de tierra deben ser tales que
la posible pérdida de humedad del suelo, la presencia del hielo u otros efectos
climáticos, no aumenten la resistencia de la toma de tierra por encima del valor
previsto. La profundidad nunca será inferior a 0,50 m.
Debe preverse sobre los conductores de tierra y en lugar accesible, un dispositivo
que permita medir la resistencia de la toma de tierra correspondiente, siendo la
sección mínima de los conductores de tierra la que podemos ver en la siguiente
tabla.
TIPO Protegido mecánicamente
No protegido
mecánicamente
Protegido contra la corrosión*
Según conductor de
protección
16 mm2
Cobre
16 mm2
Acero Galvanizado
No protegido contra la corrosión
25 mm
2
Cobre
50 mm2
Hierro
* La protección contra la corrosión puede obtenerse mediante una envolvente
Figura 5.31. Tabla de sección mínima de los conductores de tierra.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
46
Los conductores de protección sirven para unir eléctricamente las masas de una
instalación a ciertos elementos, con el fin de asegurar la protección contra
contactos indirectos. En el circuito de conexión a tierra, los conductores de
protección unirán las masas al conductor de tierra.
La sección de los conductores de protección la calcularemos de la siguiente forma:
Sección de los conductores de fase de la
instalación S (mm
2
)
Sección mínima de los conductores de
protección Sp
(mm
2
)
S ≤ 16
16 < S ≤ 35
S > 35
Sp
= S
Sp
= 16
Sp
= S/2
Figura 5.32. Tabla de sección del conductor de protección.
La tabla anterior es válida para conductores de protección del mismo material que
los conductores de fase. En todos los casos los conductores de protección que no
forman parte de la canalización de alimentación serán de cobre con una sección, al
menos de:
ƒ 2,5 mm2
, si los conductores de protección disponen de una protección
mecánica.
ƒ 4 mm2
, si los conductores de protección no disponen de una protección
mecánica.
El conductor principal de equipotencialidad debe tener una sección no inferior a la
mitad de la del conductor de protección de sección mayor de la instalación, con un
mínimo de 6 mm2
. Sin embargo, su sección puede ser reducida a 2,5 mm2
, si es de
cobre.
ƒ Si el conductor suplementario de equipotencialidad uniera una masa a un
elemento conductor, su sección no será inferior a la mitad de la del
conductor de protección unido a esta masa.
El valor de resistencia de tierra será tal que cualquier masa no pueda dar lugar a
tensiones de contacto superiores a:
ƒ 24 V en local o emplazamiento conductor.
ƒ 50 V en los demás casos.
La resistencia de un electrodo depende de sus dimensiones, de su forma y de la
resistividad del terreno en el que se establece. Esta resistividad varía
frecuentemente de un punto a otro del terreno, y varía también con la profundidad.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 47
05
Naturaleza del terreno
Valor medio de la resistividad
Ohm.m
Terrenos cultivables y fértiles, terraplenes
compactos y húmedos
50
Terraplenes cultivables poco fértiles y otros
terraplenes
500
Suelos pedregosos desnudos, arenas secas
permeables
3.000
Figura 5.33. Tabla de la resistividad del terreno.
Electrodo Resistencia de Tierra en Ohm
Placa enterrada
Pica vertical
Conductor enterrado horizontalmente
R = 0,8 ρ/P
R = ρ/L
R = 2 ρ/L
ρ, resistividad del terreno (Ohm.m)
P , perímetro de la placa (m)
L, longitud de la pica o del conductor (m)
Figura 5.34. Tabla de la resistencia de tierra en función del electrodo.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
48
5.10. Interruptor automático
Un dispositivo automático es un aparato mecánico de conexión capaz de
establecer, soportar e interrumpir corrientes en las condiciones normales de
funcionamiento del circuito, así como de establecer, soportar durante un tiempo
determinado e interrumpir corrientes en condiciones anormales del circuito tales
como un cortocircuito, es decir, un interruptor automático es un dispositivo para
protección contra sobrecargas y cortocircuitos.
Tanto los Interruptores Generales Automáticos (IGA) como los Pequeños
Interruptores Automáticos (PIA), que se incluyen en los cuadros de mando y
protección son interruptores automáticos. A continuación veremos las principales
características de estos elementos:
• Intensidad: asignada o nominal de los interruptores automáticos. Es el valor de
la corriente que el interruptor automático puede soportar ininterrumpidamente y
sirve para designar al interruptor. Sus valores normalizados son los siguientes:
6A – 10A – 13A – 16A – 20A – 25A – 32A – 40A – 50A – 63A – 80A – 100A –
125A
• Poder de corte: es el máximo valor de intensidad de cortocircuito, fijado por el
fabricante, que es capaz de cortar el interruptor automático. Sus valores
normalizados son los siguientes:
1.500A – 3.000A – 4.500A – 6.000A – 10.000A – 15.000A – 20.000A – 25.000A
Interruptores automáticos magnetotérmicos
Los interruptores automáticos magnetotérmicos son dispositivos diseñados para la
protección de conductores y aparatos que deban ser preservados contra
sobrecargas eléctricas y cortocircuitos.
Unipolar Bipolar Tripolar Tetrapolar
Figura 5.35. Interruptores automáticos magnetotérmicos.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 49
05
• Principios de funcionamiento
La protección contra sobrecargas se efectúa a través de la lámina bimetálica
(A), mientras que la protección contra cortocircuitos la proporciona el dispositivo
magnético (B).
El disparo térmico se efectúa a través del bimetal, que es ajustado por medio
del tornillo (C), de forma que el bimetal, al paso de la corriente, se calienta,
produciéndose un pandeo que al llegar a determinados valores actúa sobre el
apoyo del trinquete (G), dando lugar al disparo del interruptor.
El disparo magnético regulado a través del muelle (F) tiene lugar por medio del
inducido (E), de forma tal que cuando la fuerza de atracción de la bobina (B) es
suficientemente grande, el inducido (E) se desplaza venciendo la resistencia del
muelle y actúa sobre el apoyo del trinquete (G).
La apertura del interruptor (D) y la extinción del arco eléctrico (H) se realizan en
cortocircuito en tiempo inferior a 10 milisegundos. Esta alta velocidad de
respuesta garantiza la seguridad en las instalaciones a proteger en tales casos.
Figura 5.36. Esquema interno interruptor automático magnetotérmico.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
50
Elección del interruptor en función de la línea
El interruptor automático debe impedir que la intensidad que circula por la línea
supere los valores máximos admisibles por los conductores.
Estos valores máximos dependen de:
ƒ La naturaleza de los conductores.
ƒ La sección de los mismos.
ƒ El tipo de aislamiento (goma, PRC, PVC, etc.).
ƒ Las condiciones de colocación (al aire, empotrados, etc.).
ƒ La temperatura.
A continuación veremos los tipos de interruptores automáticos y las características
de dichos elementos:
ƒ Curva B: se usa en la protección de circuitos con cargas resistivas:
alumbrado incandescente, calefacción por radiadores de termofluidos, etc.
ƒ Curva C: se usa en la protección de circuitos con cargas inductivas o
capacitivas: pequeños motores, cargas mixtas, etc.
ƒ Curva D: se usa en la protección de circuitos con cargas inductivas o
capacitivas importantes: motores, baterías de condensadores, etc.
Deberemos de tener siempre en cuenta, a la hora de elegir un interruptor
automático, que el valor escogido debe ser mayor que el valor de corriente de
diseño del circuito y menor que el valor de intensidad máxima soportada por los
conductores. Además, el poder de corte de dicha protección será mayor o igual que
la corriente de cortocircuito prevista para el punto donde se ha instalado el
interruptor automático.
El interruptor general automático de corte omnipolar tendrá poder de corte
suficiente para la intensidad de cortocircuito que pueda producirse en el punto de su
instalación, de 4.500 A como mínimo, además debe cumplir la condición de que su
intensidad nominal mínima debe ser de 25 A.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 51
05
5.11. Interruptor diferencial (ID)
El interruptor diferencial es un aparato electromecánico o una asociación de
aparatos destinados a provocar la apertura de sus contactos cuando la corriente
diferencial alcanza un determinado valor. Es el encargado de proteger a las
personas e instalaciones contra tensiones de defecto.
Según el comportamiento en presencia de corrientes continuas un diferencial puede
ser:
• Diferencial de tipo AC: es un interruptor diferencial con desconexión
asegurada solamente para corrientes diferenciales alternas senoidales.
• Diferencial de tipo A: Es un interruptor diferencial con desconexión asegurada
para corrientes diferenciales alternas senoidales, así como para corrientes
diferenciales pulsantes con componente continua de hasta 0,006A. De este tipo
son los comercialmente llamados superinmunizados o de alta inmunización.
Según el retardo en presencia de una corriente de defecto un diferencial puede ser:
• Interruptor diferencial instantáneo, para uso general.
• Interruptor diferencial retardado (tipo S) o temporizado, ambos para selectividad.
A continuación presentamos los siguientes subapartados, los cuales tienen relación
con el interruptor:
• Contacto directo.
• Efectos de la corriente eléctrica en el cuerpo humano.
• Riesgo eléctrico.
• Interruptores diferenciales.
• Elección de sensibilidad.
• Comportamiento ante disparos intempestivos.
• Selectividad.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
52
Contacto directo
El contacto de una persona con un elemento en tensión puede ser DIRECTO o
INDIRECTO. Se dice que es DIRECTO cuando dicho elemento se encuentra
normalmente en tensión, por el contrario, el contacto se define como INDIRECTO,
si el elemento ha sido puesto en tensión accidentalmente (por ejemplo, por fallo de
aislamiento).
Figura 5.37. Contacto directo o indirecto.
Efectos de la corriente eléctrica en el cuerpo humano
El efecto que el paso de una corriente eléctrica provoca en el cuerpo humano
depende del nivel de la misma, que a su vez es directamente proporcional a la
tensión y a la resistencia que presenta el cuerpo.
Intensidad (mA) a 50/60
Hz
Hombres Mujeres
EFECTO
1,1 0,7 Umbral de percepción (cosquilleo)
1,8 1,2 Descarga no dolorosa (mano adormecida)
9 6 Descarga dolorosa
16 10 Límite de control muscular
23 15 Descarga muy dolorosa, respiración con problemas
100 100 Posible fibrilación ventricular a partir de 3 segundos
Figura 5.38. Tabla efectos intensidad sobre el cuerpo humano.
Riesgo eléctrico
Aparte de la intensidad de corriente comentada anteriormente, existe otra serie de
factores que influyen decisivamente en los efectos fisiológicos producidos en el
cuerpo por una electrocución.
El tiempo de contacto, recorrido de la corriente, frecuencia, y condiciones
fisiológicas del accidentado, son vitales para el estudio de este fenómeno.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 53
05
El gráfico siguiente muestra las zonas de riesgo para una corriente de 50-60 Hz,
que es precisamente la más peligrosa.
Otras frecuencias superiores o la propia corriente continua tienen los mismos
efectos, pero los valores de corriente necesarios para ello son del orden de 4 veces
más elevados.
Figura 5.39. Gráfico zonas de riesgo.
Zonas de efectos de la corriente alterna 50/60 Hz sobre adultos.
ƒ Zona 1: habitualmente ninguna reacción.
ƒ Zona 2: habitualmente ningún efecto fisiopatológico peligroso.
ƒ Zona 3: habitualmente ningún riesgo de fibrilación.
ƒ Zona 4: fibrilación posible (probabilidad hasta el 50 %).
ƒ Zona 5: riesgo de fibrilación (probabilidad superior al 50 %).
Interruptores diferenciales
Ofrecen una protección eficaz contra los contactos tanto directos como indirectos.
Figura 5.40. Interruptores diferenciales.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
54
Están compuestos por:
ƒ Transformador toroidal.
ƒ Relé electromecánico.
ƒ Mecanismo de conexión y desconexión.
ƒ Circuito auxiliar de prueba.
Cuando la suma vectorial de las intensidades que pasan por el transformador es
distinta de cero, en el secundario del mismo se induce una tensión que provoca la
excitación del relé, dando lugar a la desconexión del interruptor.
Para que se produzca la apertura, la corriente de fuga I debe ser superior a la
corriente a la que se haya regulado al interruptor, la cual está comprendida entre el
50% y el 100% de la intensidad diferencial nominal IΔN (sensibilidad).
En la siguiente figura podemos ver el esquema interno de un interruptor diferencial.
Figura 5.41. Esquema interno interruptor diferencial.
Características de los interruptores diferenciales:
ƒ Corriente asignada (In). Valor de la corriente atribuido por el fabricante que
el dispositivo diferencial puede soportar en servicio ininterrumpido (es el
calibre del diferencial).
ƒ Corriente diferencial de funcionamiento asignada (IΔn). Valor de la
corriente diferencial de funcionamiento atribuido por el fabricante al
diferencial, para el cual debe funcionar en las condiciones especificadas (es
la sensibilidad del diferencial). Sus valores normalizados son los siguientes:
500mA – 300mA – 100mA – 30mA – 10mA
ƒ Tiempo de funcionamiento. Es el que pasa entre que el instante de un
diferencial aparece de forma brusca la corriente diferencial de
funcionamiento y el instante de extinción del arco en todos los polos.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 55
05
Elección de la sensibilidad (corriente diferencial de funcionamiento)
La elección de la sensibilidad del interruptor diferencial que debe utilizarse en cada
caso, viene determinada por la condición de que, el valor de la resistencia a tierra
de las masas medida en cada punto de conexión de las mismas, debe cumplir la
relación:
ƒ En locales o emplazamientos secos R ≤ 50/ IΔn.
ƒ En locales o emplazamientos húmedos R ≤ 24/ IΔn.
Siendo IΔn el valor de la sensibilidad en amperios del interruptor auxiliar.
Figura 5.42. Gráficas resistencia y selectividad.
Comportamiento ante disparos intempestivos
Uno de los comportamientos con que se han enfrentado los interruptores
diferenciales, en general durante los últimos tiempos, ha sido el de los disparos no
producidos por una fuga real, es decir, los disparos intempestivos.
Para preservar los circuitos de estas alteraciones no deseadas se ha dotado a los
interruptores diferenciales de una serie de mejoras, definiéndose actualmente su
comportamiento frente a estos fenómenos según su respuesta ante una forma de
onda estandarizada de amplitud variable.
Selectividad
Se define como TOTAL la selectividad entre dos interruptores diferenciales cuando,
para cualquier corriente de defecto aguas abajo de la instalación, abre únicamente
el interruptor situado por encima del punto de defecto.
Se requieren dos requisitos para que exista selectividad entre dos interruptores
diferenciales. En primer lugar, que se cumpla la condición IΔn ≤ 3 x IΔn 2 y en
segundo lugar, el retardo con que actúen en función de que se trate de interruptores
instantáneos o selectivos (S), podemos ver la selectividad de los interruptores
diferenciales en la siguiente tabla.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
56
Aguas arriba
Aguas abajo
FISS
FIS, F7/0,03,F7
FIF
FIM, F7/0,3
IΔN1
IΔN2
10 mA
30 mA
100 mA
300 mA
250
250
250
250
150
150
150
-
50
50
-
-
15
-
-
-
TOTAL
TOTAL
TOTAL
-
300 mA 500 mA 300 mA 100 mA 30 mA
F7
S
G
FIC FIM,F7/0,3 FIF FIS,F7/0,03
Valores en mA
S
Figura 5.43. Tabla selectividad.
La selectividad entre dos dispositivos diferenciales exige que el más cercano al
punto del defecto reaccione antes que el situado aguas arriba. Puede hacerse de
dos maneras:
ƒ Selectividad vertical: se da cuando se instalan los diferenciales en serie o
en cascada. Para garantizar la selectividad total entre los diferenciales
instalados en serie se cumplirán las siguientes condiciones:
° Selectividad cronométrica. El tiempo de no actuación del diferencial
situado aguas arriba deberá ser superior al tiempo total de operación del
diferencial situado aguas abajo. Esto se consigue con diferenciales de
tipo S o retardados.
° Selectividad amperimétrica. Es la intensidad diferencial residual del
diferencial instalado aguas arriba deberá ser al menos tres veces mayor
a la del situado aguas abajo. Cuando sólo se cumple esta condición hay
selectividad parcial.
ƒ Selectividad horizontal: hay selectividad horizontal cuando se protege
cada uno de los circuitos de la instalación con un dispositivo diferencial. Así,
en caso de defecto a tierra, sólo actuará el diferencial del circuito que
corresponda porque en los demás no se podrá detectar la anomalía.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 57
05
5.12. Previsión de potencias
Para definir el cálculo de la previsión de potencias nos apoyaremos en la
Instrucción Técnica Complementaria número 10 del Reglamento Electrotécnico de
Baja Tensión (ITC-BT-10).
La previsión de potencias la haremos en función del tipo de edificio, es decir, a qué
va destinado principalmente el edificio:
• Edificios destinados a viviendas.
• Edificios comerciales o de oficinas.
• Edificios destinados a una o varias industrias.
5.12.1. Edificios destinados a viviendas
Grado de electrificación y previsión de la potencia
En primer lugar, vamos a establecer la carga correspondiente a las viviendas,
depende del grado de utilización que se desee alcanzar. Se establecen los
siguientes grados de electrificación.
ƒ Electrificación básica: es la necesaria para la cobertura de las posibles
necesidades de utilización primaria sin necesidad de obras posteriores de
adecuación. Debe permitir la utilización de los aparatos eléctricos de uso
común en una vivienda. En las viviendas con grado de electrificación básica,
la potencia a prever no será inferior a 5.750 W.
ƒ Electrificación elevada: es la correspondiente a viviendas con una
previsión de utilización de aparatos electrodomésticos superior a la
electrificación básica, o con previsión de utilización de sistemas de
calefacción eléctrica o de acondicionamiento de aire, o con superficies útiles
de la vivienda superiores a 160 m2
, o con cualquier combinación de los
casos anteriores. En las viviendas con grado de electrificación elevada, la
potencia a prever no será inferior a 9.200 W.
La carga total correspondiente a un edificio destinado principalmente a viviendas
resulta de la suma de la carga correspondiente al conjunto de viviendas, de los
servicios generales del edificio, de la correspondiente a los locales comerciales y de
los garajes que forman parte del mismo.
Carga correspondiente a un conjunto de viviendas
Se obtendrá multiplicando la media aritmética de las potencias máximas previstas
en cada vivienda, por el coeficiente de simultaneidad indicado en la siguiente tabla,
según el número de viviendas.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
58
Nº de viviendas Coeficiente de simultaneidad
1 1
2 2
3 3
4 3.8
5 4.6
6 5.4
7 6.2
8 7
9 7.8
10 8.5
11 9.2
12 9.9
13 10.6
14 11.3
15 11.9
16 12.5
17 13.1
18 13.7
19 14.3
20 14.8
21 15.3
>21 15,3+(n-21)·0,5
Figura 5.44. Tabla coeficiente simultaneidad viviendas.
En el caso de que en el mismo edificio tengamos viviendas con aplicación de tarifa
nocturna a la carga correspondiente, a este tipo de viviendas no debemos aplicarle
ningún coeficiente de simultaneidad.
Carga correspondiente a los servicios generales
Será la suma de la potencia prevista en ascensores, aparatos elevadores, centrales
de calor y frío, grupos de presión, alumbrado de portal, caja de escalera y espacios
comunes y en todo el servicio eléctrico general del edificio sin aplicar ningún factor
de reducción por simultaneidad (factor de simultaneidad = 1).
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 59
05
Tanto en este punto como cuando realicemos la previsión real de potencias de los
diferentes locales deberemos de tener en cuenta otras Instrucciones Técnicas
Complementarias que puedan afectarnos (por ejemplo, la Instrucción Técnica
Complementaria número 44 relativa a “Receptores de alumbrado” o la Instrucción
Técnica Complementaria número 47 relativa a “Motores”).
Carga correspondiente a los locales comerciales y oficinas
Se calculará considerando un mínimo de 100 W por metro cuadrado y planta, con
un mínimo por local de 3450 W a 230 V y coeficiente de simultaneidad 1.
Carga correspondiente a los garajes
Se calculará considerando un mínimo de 10 W por metro cuadrado y planta para
garajes de ventilación natural y de 20 W para los de ventilación forzada, con un
mínimo de 3450 W a 230 V y coeficiente de simultaneidad 1.
5.12.2. Edificios destinados a locales comerciales y
oficinas
En general, la demanda de potencia determinará la carga a prever en estos casos
que no podrá ser nunca inferior a los siguientes valores, un mínimo de 100 W por
metro cuadrado y planta, con un mínimo por local de 3450 W a 230 V y coeficiente
de simultaneidad 1.
5.12.3. Edificios destinados a una o varias industrias
En general, la demanda de potencia determinará la carga a prever en estos casos
que no podrá ser nunca inferior a los siguientes valores, considerando un mínimo
de 125 W por metro cuadrado y planta, con un mínimo por local de 10 350 W a 230
V y coeficiente de simultaneidad 1.
Suministros monofásicos
Las empresas distribuidoras estarán obligadas, siempre que lo solicite el cliente, a
efectuar el suministro de forma que permita el funcionamiento de cualquier receptor
monofásico de potencia menor o igual a 5.750 W a 230 V, hasta un suministro de
potencia máxima de 14.490 W a 230 V.
Hemos visto como se hace la previsión de potencias mínima en edificios destinados
principalmente a locales comerciales, oficinas e industrias. Además, en caso de que
sea posible, deberemos de tener en cuenta la potencia real que consumen dichos
locales.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
60
5.13. Instalaciones interiores
Para definir las principales características de las instalaciones interiores nos
apoyaremos en la Instrucción Técnica Complementaria número 19 del Reglamento
Electrotécnico de Baja Tensión (ITC-BT-19).
La sección de los conductores a utilizar se determinará de forma que la caída de
tensión entre el origen de la instalación interior y cualquier punto de utilización sea,
salvo lo prescrito en las Instrucciones particulares, menor del 3% de la tensión
nominal para cualquier circuito interior de viviendas, y para otras instalaciones
interiores o receptoras, del 3% para alumbrado y del 5% para los demás usos. Esta
caída de tensión se calculará considerando alimentados todos los aparatos de
utilización susceptibles de funcionar simultáneamente.
El número de aparatos susceptibles de funcionar simultáneamente, se determinará
en cada caso particular, de acuerdo con las indicaciones incluidas en las
instrucciones del presente reglamento y en su defecto con las indicaciones
facilitadas por el usuario considerando una utilización racional de los aparatos.
En instalaciones interiores, para tener en cuenta las corrientes armónicas debidas a
cargas no lineales y posibles desequilibrios, salvo justificación por cálculo, la
sección del conductor neutro será como mínimo igual a la de las fases.
Para que se mantenga el mayor equilibrio posible en la carga de los conductores
que forman parte de una instalación, se procurará que aquella quede repartida
entre sus fases o conductores polares.
Las intensidades máximas admisibles, se regirán en su totalidad por lo indicado en
la Norma UNE 20.460 -5-523 y su anexo Nacional.
En la siguiente tabla se indican las intensidades admisibles para una temperatura
ambiente del aire de 40 °C y para distintos métodos de instalación, agrupamientos y
tipos de cables. Para otras temperaturas, métodos de instalación, agrupamientos y
tipos de cable, así como para conductores enterrados, consultar la Norma UNE
20.460 -5-523.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 61
05
Conductores aislados en
tubos empotrados en
paredes aislantes
3x
PVC
2x
PVC
3x
XLPE
o
EPR
2x
XLPE
o
EPR
Cables multiconductores
en tubos empotrados en
paredes aislantes
3x
PVC
2x
PVC
3x
XLPE
o
EPR
2x
XLPE
o
EPR
Conductores aislados en
tubos 2
en montaje
superficial o empotrados
en obra
3x
PVC
2x
PVC
3x
XLPE
o
EPR
2x
XLPE
o
EPR
Cables multiconductores
en tubos 2
en montaje
superficial o empotrados
en obra
3x
PVC
2x
PVC
3x
XLPE
o
EPR
2x
XLPE
o
EPR
Cables multiconductores
directamente sobre la
pared 3
3x
PVC
2x
PVC
3x
XLPE
o
EPR
2x
XLPE
o
EPR
Cables multiconductores
al aire libre 4
. Distancia a
la pared no inferior a
0.3D 5
3x
PVC
2x
PVC
3x
XLPE
o
EPR
2x
XLPE
o
EPR
Cables unipolares en
contacto mutuo 4
.
Distancia a la pared no
inferior a D 5
3x
PVC
3x
XLPE
o
EPR
Cables unipolares
separados mínimo D 5
3x
PVC
3x
XLPE
o
EPR
A
A2
B
B2
C
E
F
G
Cobre
mm2
1,5
2,5
4
6
10
16
25
35
50
70
95
120
150
185
240
300
1
11
15
20
25
34
45
59
2
11,7
16
21
27
37
49
64
77
94
3
13
17,5
23
30
40
54
70
86
103
4
13,5
18,5
24
32
44
59
77
96
117
149
180
208
236
268
315
360
5
15
21
27
36
50
66
84
104
125
160
194
225
260
297
350
404
7
-
-
-
-
-
-
96
119
145
188
230
267
310
354
419
484
8
18
25
34
44
60
80
106
131
159
202
245
284
338
386
455
524
9
21
29
38
49
68
91
116
144
175
224
271
314
363
415
490
565
10
24
33
45
57
76
105
123
154
188
244
296
348
404
464
552
640
11
-
-
-
-
-
-
166
206
250
321
391
455
525
601
711
821
1) A partir de 25 mm2
de sección.
2) Incluyendo canales para instalaciones (canaletas) y conductos de sección no circular.
3) O en bandeja no perforada.
4) O en bandeja perforada.
5) D es el diámetro del cable.
6
16
22
30
37
52
70
88
110
133
171
207
240
278
317
374
423
Figura 5.45. Tabla intensidad máxima instalaciones interiores.
Las instalaciones interiores se harán teniendo en cuenta las disposiciones
generales que se encuentran en la Instrucción Técnica Complementaria número 19,
pero, tendremos en cuenta, además, el resto de instrucciones técnicas
complementarias que figuran en el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión.
La sección de los tubos y canales protectoras por los que discurrirán las
instalaciones interiores viene determinada por la Instrucción Técnica
Complementaria número 21.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
62
5.13.1. Instalaciones interiores en viviendas
Para definir las principales características de las instalaciones interiores en
viviendas nos apoyaremos en la Instrucción Técnica Complementaria número 25
del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (ITC-BT-25).
En las instalaciones interiores de viviendas los circuitos de protección privados se
ejecutarán según lo dispuesto en la ITC-BT-17, pero contarán como mínimo con:
ƒ Un interruptor general automático de corte omnipolar con accionamiento
manual, de intensidad nominal mínima de 25 A y dispositivos de protección
contra sobrecargas y cortocircuitos. El interruptor general es independiente
del interruptor para el control de potencia (ICP) y no puede ser sustituido por
éste.
ƒ Uno o varios interruptores diferenciales que garanticen la protección contra
contactos indirectos de todos los circuitos, con una intensidad diferencial-
residual máxima de 30 mA e intensidad asignada superior o igual que la del
interruptor general. Cuando se usen interruptores diferenciales en serie,
habrá que garantizar que todos los circuitos quedan protegidos frente a
intensidades diferenciales-residuales de 30 mA como máximo, pudiéndose
instalar otros diferenciales de intensidad superior a 30 mA en serie, siempre
que se cumpla lo anterior.
Para instalaciones de viviendas alimentadas con redes diferentes a las de
tipo TT, que eventualmente pudieran autorizarse, la protección contra
contactos indirectos se realizará según se indica en el apartado 4.1 de la
ITC-BT-24.
ƒ Dispositivos de protección contra sobretensiones, si fuese necesario,
conforme a la ITC-BT-23.
5.13.1.1. Número de circuitos y características
En una vivienda de electrificación básica se instalarán cinco circuitos:
ƒ C1, circuito destinado a alimentar los puntos de iluminación.
ƒ C2, circuito destinado a tomas de corriente de uso general y frigorífico.
ƒ C3, circuito destinado a alimentar la cocina y horno.
ƒ C4, circuito destinado a alimentar la lavadora, lavavajillas y termo eléctrico.
ƒ C5, circuito destinado a alimentar tomas de corriente de los cuartos de baño.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 63
05
En el caso de viviendas de electrificación elevada se instalarán los circuitos
anteriormente mencionados, además de los circuitos siguientes:
ƒ C6, circuito adicional del tipo C1 por cada 30 puntos de luz.
ƒ C7, circuito adicional de C2 por cada 20 tomas de corriente de uso general.
ƒ C8, circuito destinado a la instalación de calefacción eléctrica.
ƒ C9, circuito destinado a la instalación de aire acondicionado.
ƒ C10, circuito destinado a la instalación de una secadora.
ƒ C11, circuito destinado a la alimentación del sistema de automatización,
gestión técnica de la energía y de seguridad.
ƒ C12, circuitos adicionales de cualquiera de los tipos C3 o C4 cuando se
prevean, o un circuito adicional C5 cuando su número de tomas de corriente
exceda de 6.
En ambos tipos de electrificación se instalará un interruptor diferencial de intensidad
30 mA por cada cinco circuitos instalados, además de un interruptor general
automático de intensidad nominal mínima de 25 A, independiente del ICP no
pudiendo ser sustituido por este. En la siguiente tabla se especifican las
características para cada circuito.
Circuito
de
utilización
Potencia
prevista
por
toma(W)
Factor
simultaneidad
Factor
utilización
Tipo
de
toma
Interruptor
automá-tico
Máximo
nº
de
puntos
de
utilización
Sección
mínima
de
conductores
mm
2
Diámetro
de
tubo
mm
C1
iluminación
200 0,75 0,5 Punto de luz 10 30 1.5 16
C2 tomas de
uso general
3.450 0,2 0,25
Base 16 A
2p+T
16 20 2.5 20
C3 cocina y
horno
5.400 0,5 0,75
Base 25ª A
2p+T
25 2 6 25
C4 lavadora,
lavavajillas y
termo
eléctrico
3.450 0,66 0,75
Base 16 A
2p+T(combi
nadas con
fusibles)
20 3 4 20
C5 baño 3.450 0,4 0,5
Base 16 A
2p+T
16 6 2.5 20
C8
calefacción
5.750
como
máx.
--- --- --- 25 --- 6 25
C9 aire
acondiciona
do
5.750
como
máx.
--- --- --- 25 --- 6 25
C10
secadora
3.450 1 0,75
Base 16 A
2p+T
16 1 2.5 20
C11
automatizaci
ón
2.300
como
máx.
--- --- --- 10 --- 1.5 16
Figura 5.46. Tabla de las características de los circuitos en viviendas.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
64
5.13.1.2. Conductores
Los conductores activos a utilizar serán de cobre, aislados y con una tensión
nominal de 450/750V como mínimo. A su vez los conductores de protección serán
también de cobre y se instalarán por la misma canalización que estos.
Los conductores de la instalación deberán estar bien identificados mediante el color
del aislamiento siendo el color negro, marrón o gris (normalmente para la tercera
fase) para la fase y el color azul claro para el neutro. Al conductor de protección se
le identificará mediante el doble color verde-amarillo.
5.13.1.3. Materiales aislantes
En los conductores de baja tensión empleados en instalaciones interiores, los
materiales aislantes más empleados son los que se indican a continuación:
Plásticos: Policloruro de vinilo.
Polietileno.
Elastómeros: Caucho natural (goma).
Poliscloropreno (neopreno).
Polisobutileno-isopreno (caucho butílico).
5.13.2. Sistemas de instalación
Los sistemas de instalación para estos conductores serán los siguientes:
ƒ Instalaciones empotradas:
° Cables aislados bajo tubo flexible.
° Cables aislados bajo tubo curvable.
ƒ Instalaciones superficiales:
° Cables aislados bajo tubo flexible.
° Cables aislados bajo tubo curvable.
° Cables aislados bajo tubo rígido.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 65
05
Figura 5.47. Tubos.
5.13.2.1. Elementos de instalación
Los elementos que conforman una instalación son:
ƒ Cajas de derivación.
ƒ Interruptores.
ƒ Puntos de luz.
ƒ Tomas de corriente.
Cajas de derivación
Reglamentariamente está prohibido realizar empalmes y derivaciones en el interior
de los tubos protectores para conductores eléctricos, por lo que son de uso
imprescindible las cajas de derivación para dicho fin.
Tanto en montajes empotrados como en los salientes deben usarse dichas cajas.
Las siguientes figuras nos muestran dos cajas de estos tipos.
Figura 5.48. Cajas de derivación.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
66
Estas cajas se construyen con diversos materiales, siendo los más importantes:
ƒ Materiales plásticos.
ƒ Chapa de acero.
ƒ Fundición de aluminio.
ƒ Fundición de hierro.
Las primeras, que utilizan materiales como el nailon, neopreno, etc., son las más
utilizadas en las derivaciones de instalaciones interiores de viviendas pues, además
de sus excelentes propiedades aislantes, son resistentes a humedad, polvos,
ácidos, etc. En cuanto a su forma, pueden ser redondas, cuadradas o
rectangulares, según el número de conductores que hay que empalmar.
Su montaje suele ser empotrado, y sus formas las que indica la figura que se
muestra a continuación. Para conductores de pequeña sección se usan redondas;
para secciones medias, cuadradas; y para grandes secciones, rectangulares.
Las conexiones de los conductores en el interior de estas cajas se realizarán por
medio de bornas (siguiente figura), pudiendo colocar, a su vez, en el interior de
estas cajas elementos de protección, como fusibles, etc.
Figura 5.49. Caja de derivación.
La siguiente figura muestra una caja con bornas de conexión y cortacircuitos.
Figura 5.50. Caja de derivación.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 67
05
Los demás elementos que integran las instalaciones domésticas se pueden
clasificar principalmente en:
ƒ Interruptores.
ƒ Puntos de luz.
ƒ Tomas de corriente (enchufes).
Su constitución y características se exponen brevemente a continuación.
Interruptores
La distribución de estos elementos será lo más cercano a las puertas y en lugares
de fácil localización.
El número dependerá de si la luz es conmutada o luz simple. En el primer caso,
serán necesarios dos conmutadores por punto de luz; y en el segundo, un solo
elemento que pueda gobernar uno o más puntos de luz en derivación.
Su colocación es generalmente en cajas
empotradas, de características semejantes
a las de derivación, aunque de formas
diferentes pudiendo colocarse uno o varios
dispositivos en cada caja. La siguiente
figura muestra cada una de las partes de
que consta este elemento.
Figura 5.51. Interruptor.
Puntos de luz
Su número depende del grado de electrificación de la vivienda, como se detalló
antes; ahora bien, en favor de la estética de la vivienda se suelen disponer también
enchufes gobernados por interruptores para posible colocación de aparatos de luz
decorativos.
La instalación debe quedar terminada con un
portalámparas, tipo baquelita, o semejante
por cada punto de luz.
Figura 5.52. Portalámparas.
Formación Abierta
Instalaciones eléctricas de baja tensión
68
Tomas de corriente
También en el apartado mencionado anteriormente
se especificó el número de tomas según el tipo de
electrificación.
Su colocación será en cajas empotradas, y su
distribución, de forma ordenada, previendo la
posible colocación de muebles.
Figura 5.53. Enchufes.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 69
05
5.14. Cálculo de las instalaciones
Para el cálculo de secciones de un conductor debemos partir de dos conceptos:
1. La caída de tensión máxima admisible según el circuito del que estamos
calculando la sección.
2. La intensidad máxima admisible según REBT y el tipo de instalación del
circuito.
Una vez conocidos los datos necesarios, podemos establecer que para calcular la
sección de los conductores deberemos observar así mismo, si la instalación es
monofásica o trifásica.
Cálculo de circuitos monofásicos Cálculo de circuitos trifásicos
S =
2 L P
K e V
⋅ ⋅
⋅ ⋅
S =
L P
K e V
⋅
⋅ ⋅
Donde:
S Sección en mm
2
.
L Longitud del conductor en m.
P Potencia en vatios.
K Constante, para Cu 56 y Al 36.
e Máximo de caída de tensión permitida en voltios.
V Tensión de utilización en voltios.
La intensidad máxima del circuito la calcularemos en función de la potencia del
circuito y del tipo de instalación (monofásica o trifásica). Una vez calculada la
intensidad máxima comprobaremos que la sección escogida es capaz de soportar
la intensidad máxima del circuito, dicha intensidad máxima vendrá establecida en
función de que el circuito se encuentre instalado de forma aérea o subterránea o se
trate de una instalación interior.
Una vez tenemos la sección a colocar comprobaremos que cumple las dos
condiciones exigidas por el REBT.
Electricidad
Instalaciones eléctricas de baja tensión 71
05
• Resumen
• Una red de distribución se encarga de repartir la energía eléctrica generada
por las centrales y parques hasta los destinos de utilización.
• La distribución de energía se puede realizar en serie o en derivación, siendo
este último método el más utilizado.
• Los grados de electrificación para las viviendas se clasifican en básica y
elevada.
• El cálculo de la sección de los conductores está determinado tanto por la caída
de tensión admisible, como por las características del conductor utilizado.
• La máxima caída de tensión permitida en el interior de una vivienda es del 3%.
• La máxima caída de tensión admisible para línea general de alimentación será:
ƒ 1% para contadores de forma individual.
ƒ 0,5% para contadores de forma concentrada.
• La máxima caída de tensión admisible para derivación individual será:
ƒ 0,5% para contadores de forma individual.
ƒ 1% para contadores de forma concentrada.

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  • 2.
  • 3. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 1 05 • Índice • OBJETIVOS.......................................................................................................... 3 • INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 4 5.1. Consideraciones generales ....................................................................... 5 5.2. Distribución de energía eléctrica............................................................... 9 5.3. Redes de distribución............................................................................... 12 5.3.1. Redes aéreas...................................................................................... 14 5.3.1.1. Conductores ................................................................................. 14 5.3.1.2. Aisladores..................................................................................... 15 5.3.1.3. Accesorios de sujeción................................................................. 16 5.3.1.4. Apoyos.......................................................................................... 16 5.3.1.5. Instalación .................................................................................... 17 5.3.2. Redes subterráneas............................................................................ 17 5.3.3. Redes mixtas ...................................................................................... 23 5.4. Acometida.................................................................................................. 24 5.5. Instalación de enlace................................................................................ 27 5.6. Cajas generales de protección ................................................................ 30 5.7. Línea general de alimentación................................................................. 33 5.8. Derivaciones individuales........................................................................ 35 5.8.1. Contadores.......................................................................................... 36 5.8.2. Dispositivos generales e individuales de mando y protección. Interruptor de control de potencia ................................................... 38 5.9. Sistemas de conexión en redes de distribución de una instalación eléctrica. Toma de tierra........................................................................... 41 5.9.1. Sistemas de conexión en redes de distribución de una instalación eléctrica........................................................................................... 41 5.9.2. Instalaciones de puesta a tierra .......................................................... 43 5.10. Interruptor automático.............................................................................. 48 5.11. Interruptor diferencial (ID)........................................................................ 51 5.12. Previsión de potencias............................................................................. 57 5.12.1. Edificios destinados a viviendas ......................................................... 57 5.12.2. Edificios destinados a locales comerciales y oficinas ......................... 59 5.12.3. Edificios destinados a una o varias industrias..................................... 59
  • 4. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 2 5.13. Instalaciones interiores............................................................................ 60 5.13.1. Instalaciones interiores en viviendas .................................................. 62 5.13.1.1. Número de circuitos y características........................................... 62 5.13.1.2. Conductores ................................................................................. 64 5.13.1.3. Materiales aislantes...................................................................... 64 5.13.2. Sistemas de instalación ...................................................................... 64 5.13.2.1. Elementos de instalación.............................................................. 65 5.14. Cálculo de las instalaciones .................................................................... 69 • RESUMEN .......................................................................................................... 71
  • 5. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 3 05 • Objetivos • Introducirnos en la realización de instalaciones de distribución eléctrica tanto aérea como subterránea. • Situarnos en el ámbito de las instalaciones de enlace para su mejor interpretación y posterior aplicación. • Identificar las partes componentes de una instalación de enlace así como su situación, conociendo los componentes del cuadro de mando y protección. • Aprender las caídas máximas de tensión permitidas para los todos los tramos. • Calcular correctamente y de acuerdo con el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión las secciones de los diferentes conductores de los diversos tramos de las instalaciones de enlace. • Conocer la estructura de las instalaciones eléctricas de baja tensión siguiendo la normativa que nos indica el reglamento de baja tensión.
  • 6. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 4 • Introducción Un sistema eléctrico se descompone en varios puntos específicos, uno de las más importantes es la producción de energía eléctrica en centrales generadoras como por ejemplo una central hidráulica, y otro punto importante son los sistemas de producción a través de energías renovables como la solar y la eólica. La energía eléctrica producida en las centrales es necesario transportarla hasta los puntos de utilización mediante una red de transporte de alta, media y baja tensión. Es en este tema en donde vamos a tratar las consideraciones necesarias para comprender cómo se calculan y de qué manera se instalan las instalaciones de baja tensión. Esta unidad didáctica es de la máxima importancia para conseguir los objetivos que nos hemos propuesto: la parte técnica es la más destacada, puesto que se emplea en todas las funciones y proyectos a realizar en un futuro, así como capacita convenientemente para la resolución de los problemas que más tarde se nos presentarán, tanto en las instalaciones eléctricas que podamos realizar como aficionados como, por supuesto, en la vida profesional de nuestro futuro inmediato.
  • 7. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 5 05 5.1. Consideraciones generales La producción de energía eléctrica se realiza en las centrales generadoras tales como: • Centrales hidroeléctricas: tienen como finalidad aprovechar mediante un desnivel, la energía potencial contenida en el agua que transportan los ríos para convertirla en energía eléctrica utilizando turbinas acopladas a alternadores. Figura 5.1. Central hidroeléctrica. El funcionamiento de una central hidroeléctrica a pie de presa es el siguiente: Por la acción de una presa ubicada en el lecho de un río se acumula una cierta cantidad de agua formando un embalse, con el fin de generar un salto. Para que se produzca eso, el agua, en una tubería forzada, transforma su energía potencial en cinética, lo que supone un proceso que se basa en llevar el agua a las máquinas y, una vez allí, ésta actúa sobre los álabes de la turbina haciéndola girar. La turbina está unida por un eje al rotor del alternador que al girar con los polos excitados por una corriente continua (creada por el excitatriz) induce una corriente alterna en las bobinas de estator del alternador. El agua una vez que ha cedido su energía es restituida al río debajo de la central. • Parques eólicos: aprovechan la energía cinética del viento para transformarla en energía eléctrica.
  • 8. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 6 Figura 5.2. Parque eólico. Los aerogeneradores se componen básicamente de un rotor asociado a unas aspas las cuales giran por la fuerza del viento. Este rotor está unido a una multiplicadora que aumenta las revoluciones de un generador (aprox. 1500 r.p.m.) de corriente alterna. • Centrales térmicas: aquellas que producen energía eléctrica a partir de la combustión de carbón u otros combustibles. Figura 5.3. Central térmica. En una central térmica se utiliza como combustible el carbón, mineral previamente triturado en molinos hasta quedar convertido en un polvo muy fino para facilitar su combustión. De los molinos es enviado a la caldera de la central y una vez aquí los quemadores provocan la combustión del carbón generando energía calorífica; esta convierte a su vez en vapor a alta temperatura el agua que circula por una red, y este vapor entra a gran presión en las turbinas de la central, la cual consta de tres cuerpos (alta, media y baja presión) unidos por un mismo eje, siendo el objetivo de esta triple disposición el aprovechar al máximo la fuerza del vapor. Los álabes de la turbina hacen girar al mismo tiempo al eje de un alternador produciendo así energía eléctrica. Esa energía generada en los alternadores es de tensiones entre 3 y 36 KV en corriente alterna.
  • 9. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 7 05 Para el transporte a grandes distancias es necesario elevar las tensiones generadas mediante las estaciones elevadoras situadas en las proximidades de las centrales elevando los valores hasta 400 KV (alta tensión). Posteriormente, para las cercanías de la población se reduce el valor de la tensión en estaciones transformadoras de distribución a valores del orden de 30 Kv (media tensión), momento en que se reparte la energía en media tensión hasta los centros de transformación, cuya misión es reducir la tensión al nivel de distribución de baja tensión con valores ya conocidos de 230/400V (baja tensión). En el siguiente esquema se reproduce la interconexión entre todos estos elementos. 400V 400V Figura 5.4. Ejemplo red eléctrica. Las líneas de transporte son uno de los principales elementos que intervienen en la estructura de una red eléctrica.
  • 10. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 8 Así la interconexión de sistemas y reparto de la energía eléctrica se realiza por medio de líneas aéreas para las redes regionales o nacionales, o bien el transporte entre centros de producción y el consumo, utilizando para ello altas tensiones. Para la distribución en medios rurales o provinciales se utilizan redes de distribución en media tensión mediante líneas aéreas, y líneas subterráneas para centros urbanos o zonas industriales. Al igual que en el punto anterior la utilización de redes de distribución en baja tensión se usan en distancias cortas para distribuciones directas a elementos de consumo. La elección de uno u otro sistema de distribución, bien aéreo o bien subterráneo, depende de factores como el económico, ya que un sistema enterrado puede ser hasta diez veces más costoso que un sistema aéreo; aunque también hay que tener en cuenta que un sistema enterrado tiene una vida útil de unos 50 años mientras que en un sistema aéreo se reduce a la mitad, por lo que la determinación de la utilización de un sistema u otro es difícil. Una línea aérea se define como el elemento de transporte formado por conductores apoyados sobre elementos aislantes, sostenidos a una altura determinada por medio de apoyos repartidos a lo largo de su recorrido. Para estas líneas se utilizarán dos tipos de conductores; desnudos y aislados, siendo estos últimos conductores formados por un alma conductora rodeada en toda su longitud por una cubierta aislante.
  • 11. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 9 05 5.2. Distribución de energía eléctrica La disposición adoptada por los conductores y receptores es lo que se denomina como sistema de distribución de energía eléctrica, para lograr que la energía generada en las centrales pueda ser utilizada en los lugares de consumo. Las distribuciones se pueden hacer de dos formas: • Distribución en serie: un sistema poco utilizado ya que los receptores dependen del buen funcionamiento de los demás receptores, de modo que si uno se estropea los demás no funcionarán. • Distribución en derivación: también llamada a tensión constante y consiste en conectar en paralelo los distintos receptores a lo largo de la línea. Distribución utilizada en la casi totalidad de las instalaciones. Las distribuciones en derivación se realizan en trifásica y a tensiones de valor 400 V. Dentro de las distribuciones trifásicas, la más interesante es la estrella a cuatro hilos, que nos permite aprovecharnos de una serie de variantes con diferentes aplicaciones. En la figura siguiente se muestra la conexión estrella a cuatro hilos alimentada desde un centro de transformación. Una línea de media tensión alimenta a un transformador, cuyo primario está conectado en triángulo y el secundario en estrella, de cuyo centro se obtiene el conductor neutro. C.T. L1 L2 L3 N L1 L2 L3 M Figura 5.5. Distribución estrella. La tensión entre cualquiera de las fases R, S o T y el conductor neutro es de 230 V, la tensión compuesta entre las distintas fases será:
  • 12. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 10 U= 3 V= 3 230=400 V ⋅ ⋅ Las variantes que podemos aprovechar de una distribución trifásica en estrella serán: 1. Tres derivaciones a 230 V obtenidas entre cualquiera de las tres fases y el neutro verificándose que: S=V I P=V I cosφ Q=V I senφ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ Esta variante se utiliza para alimentar a 230V receptores de pequeña potencia como por ejemplo en nuestros domicilios. 2. Tres derivaciones a 400V obtenidas entre fases de la red verificándose que: S=U I P=U I cosφ Q=U I senφ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ Se utiliza para alimentar receptores de pequeña potencia al igual que en el caso anterior. 3. Una derivación en triángulo, haciendo uso de las tres fases conectadas a un receptor en triángulo. Se verifica que: S= 3 U I P= 3 U I cosφ Q= 3 U I senφ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ Se utiliza para receptores trifásicos de gran potencia. 4. Una derivación en estrella, haciendo uso de las tres fases y del neutro verificándose que: S=3 V I= 3 U I P=3 V I cosφ= 3 U I cosφ Q=V I senφ= 3 U I senφ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ Se utiliza para alimentar receptores trifásicos de gran potencia conectados en estrella con o sin neutro.
  • 13. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 11 05 También se utiliza para conectar grupos de receptores monofásicos en estrella, lo que se llama compensación de fases. Se utiliza el conductor neutro para retornar la intensidad de utilización y evitar el desequilibrio de tensiones, por este motivo no se instala fusible en el conductor neutro.
  • 14. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 12 5.3. Redes de distribución Las redes de distribución están formadas por conductores procedentes de los centros de transformación con la finalidad de alimentar a las distintas acometidas. Se entiende por acometida la parte de la instalación de la red de distribución, que alimenta a la caja o cajas generales de protección (CGP). A partir de este tramo se considera el resto de elementos como instalación de enlace, la cual estudiaremos más adelante. No nos vamos a centrar en el estudio de las redes de distribución de energía, sino que en los siguientes apartados definiremos qué es la acometida y definiremos la instalación de enlace y las diferentes partes que la constituyen, también estudiaremos las principales características de dichas partes, para los cual nos apoyaremos en las Instrucciones Técnicas Complementarias del Reglamento Electrotécnico de baja tensión.
  • 15. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 13 05 Acometida Caja general de protección Línea general de alimentación Derivación individual Red de distribución aerea Red de distribución Derivación individual Centralización de contadores Cuadro de mando y protección Figura 5.6. Instalación de enlace. Atendiendo a su trazado, el tipo de distribución puede ser aérea, subterránea o mixta.
  • 16. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 14 5.3.1. Redes aéreas Para definir las redes aéreas nos apoyaremos en la Instrucción Técnica Complementaria número 6 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (ITC-BT- 06). A continuación vamos a detallar los principales elementos que forman parte de las redes aéreas y sus principales características. 5.3.1.1. Conductores En las redes aéreas los conductores utilizados serán de cobre, aluminio o de otros materiales o aleaciones que posean características eléctricas y mecánicas adecuadas, y serán preferentemente aislados. Antes de especificar las características de los conductores definiremos el concepto de tensión asignada. La tensión asignada de un cable es la tensión de referencia para la que se ha diseñado el cable y que sirve para definir los ensayos eléctricos. La tensión asignada se indica mediante la combinación de dos valores Uo/U, expresados en voltios, siendo: ƒ Uo el valor eficaz entre cualquier conductor aislado y tierra (revestimiento metálico del cable o medio circundante). ƒ U el valor eficaz entre dos conductores de fase cualquiera de un cable multipolar o de un sistema de cables unipolares. En las normas UNE 21031.1 y 21027 vienen definidas las tensiones asignadas a los cables: conductores aislados y conductores desnudos. Conductores aislados Los conductores aislados serán de tensión asignada no inferior a 0,6/1 kV, tendrán un recubrimiento tal que garantice una buena resistencia a las acciones de la intemperie y deberán satisfacer las exigencias especificadas en la norma UNE 21.030. La sección mínima permitida en los conductores de aluminio será de 16 mm 2 y en los de cobre de 10 mm2 . La sección mínima correspondiente a otros materiales será la que garantice una resistencia mecánica y conductividad eléctrica no inferiores a las que corresponden a las de cobre anteriormente indicadas.
  • 17. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 15 05 Conductores desnudos Los conductores desnudos serán resistentes a las acciones de la intemperie y su carga de rotura mínima a la tracción será de 410 daN, debiendo satisfacer las exigencias especificadas en las normas UNE 21.012 o UNE 21.018 según los conductores sean de cobre o de aluminio. Se considerarán como conductores desnudos aquellos conductores aislados para una tensión nominal inferior a 0,6/1 kV. Las líneas aéreas suelen utilizarse en redes secundarias, cuando están instaladas en las afueras de las ciudades, y en las redes de baja tensión, tanto si están fuera como dentro de las urbanizaciones, derivándose de estas últimas las acometidas hacia los abonados. 5.3.1.2. Aisladores Los aisladores serán de porcelana, vidrio o de otros materiales aislantes equivalentes que resistan las acciones de la intemperie, especialmente las variaciones de temperatura y la corrosión, debiendo ofrecer la misma resistencia a los esfuerzos mecánicos y poseer el nivel de aislamiento de los aisladores de porcelana o vidrio. La fijación de los aisladores a sus soportes se efectuará mediante roscado o cementación a base de sustancias que no ataquen ninguna de las partes, y que no sufran variaciones de volumen que puedan afectar a los propios aisladores o a la seguridad de su fijación. Aislante mojado 4 X V +1000 Figura 5.7. Aislador.
  • 18. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 16 5.3.1.3. Accesorios de sujeción Los accesorios que se empleen en las redes aéreas deberán estar debidamente protegidos contra la corrosión y envejecimiento, y resistirán los esfuerzos mecánicos a los que puedan estar sometidos, con un coeficiente de seguridad no inferior al que corresponda al dispositivo de anclaje donde estén instalados. 5.3.1.4. Apoyos Los apoyos podrán ser metálicos, de hormigón, madera o de cualquier otro material que cuente con la debida autorización de la Autoridad competente, y se dimensionarán de acuerdo con las hipótesis de cálculo indicadas en el apartado 2.3 de la instrucción técnica complementaria número 6. Deberán presentar una resistencia elevada a las acciones de la intemperie, y en el caso de no presentarla por si mismos deberán recibir los tratamientos adecuados para tal fin. Como apoyos se emplean “palomillas” (siguiente figura), que están constituidas por unos perfiles de hierro debidamente pintados para que no se oxiden; soportan los aisladores y están empotrados en las paredes de los edificios. También se emplean como apoyos postes de madera y de hormigón. Figura 5.8. Apoyos.
  • 19. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 17 05 5.3.1.5. Instalación Las líneas aéreas de baja tensión que pasan cerca de edificaciones deben estar alejadas de las mismas lo suficiente, para que queden respetadas las distancias mínimas que indican la siguiente figura. 3,0 1,0 1,0 3,0 1,0 1,0 3,0 3,0 1,8 0,8 0,8 1,8 3,0 3,0 1,0 1,0 1,0 3,0 3,0 1,8 45º 45º 0,2 0,2 1,0 0,2 3,0 1,0 3,0 0,2 3,0 3,0 1,0 0,2 0,2 0,2 0,2 Figura 5.9. Distancias. 5.3.2. Redes subterráneas Para definir las redes subterráneas nos apoyaremos en la Instrucción Técnica Complementaria número 7 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (ITC-BT- 07). A continuación describiremos las principales características de estas redes: ƒ Materiales. ƒ Instalación. Materiales Las líneas subterráneas se emplean en redes secundarias cuando están en el interior de las ciudades, y en líneas de baja tensión en el caso que quiera evitarse la falta de estética en las líneas aéreas. Los cables empleados están en general formados por tres o cuatro conductores, uno para cada fase en el primer caso, y otro más para el neutro, en el segundo. Los conductores de los cables utilizados en las líneas subterráneas serán de cobre o de aluminio y estarán aislados con mezclas apropiadas de compuestos
  • 20. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 18 poliméricos. Estarán además debidamente protegidos contra la corrosión y tendrán la resistencia mecánica suficiente para soportar los esfuerzos a que puedan estar sometidos. Los cables serán de uno o más conductores y su tensión asignada no será inferior a 0,6/1 kV. La sección de estos conductores será la adecuada a las intensidades y caídas de tensión previstas y, en todo caso, la sección mínima será de 6 mm2 para conductores de cobre y de 16 mm2 para los de aluminio. La sección del neutro depende del número de conductores con que se haga la distribución, en caso de que la distribución se haga con dos o tres conductores la sección del neutro será igual a la de los conductores, en caso de que la distribución se haga con cuatro conductores será como mínimo la que se muestra en la siguiente tabla. Conductores fase (mm 2 ) Sección neutro (mm 2 ) 6 (Cu) 6 10 (Cu) 10 16 (Cu) 10 16 (AI) 16 25 16 35 16 50 25 70 35 95 50 120 70 150 70 185 95 240 120 300 150 400 185 Figura 5.10. Tabla sección mínima en función de la sección de los conductores de fase.
  • 21. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 19 05 Instalación Los cables subterráneos suelen colocarse directamente sobre el terreno, en el fondo de una zanja practicada en el mismo y rodeados de tierra vegetal, que conserva la humedad y, por tanto, disipa el calor que por efecto Joule se genera en el cable (siguiente figura). Para cruzar ríos, carreteras u otros obstáculos, se instalan los cables dentro de tubos de cemento para darles mejor protección. Los conductores aislados pueden instalarse directamente enterrados, en canalizaciones entubadas, en galerías, en atarjeas o canales revisables y en bandejas, soportes, palomillas o directamente sujetos a la pared. Figura 5.11. Instalación enterrada. El tendido de cables en estaciones y cabinas se realiza empleando estantes metálicos o sujetándolos en la pared mediante bridas, tal como muestra la siguiente figura. Figura 5.12. Cabina subterránea. Los empalmes y derivaciones son uno de los puntos más delicados en la instalación de cables subterráneos, ya que la necesaria discontinuidad del aislante, por otra parte imposible de evitar, presenta un peligro evidente de dificultades.
  • 22. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 20 Los empalmes y derivaciones suelen realizarse en cajas especiales de hierro fundido (siguiente figura), las cuales se rellenan de resinas o ceras fundidas una vez realizada la unión de los conductores, y se mantienen durante unas horas a 100 ºC para que se disipe toda la humedad. Las resinas solidifican al enfriarse, formando un buen aislante de los conductores que se han unido o derivado. Figura 5.13. Empalmes. Deberemos de tener muy en cuenta todas las especificaciones que aparecen en la Instrucción Técnica número 7 relativas a cruzamientos, proximidades y paralelismo con otras redes (como por ejemplo canalizaciones de agua, alcantarillado…). La intensidad máxima de los conductores depende, entre otras cosas, de la temperatura máxima que el asilamiento del conductor es capaz de soportar. Temperatura máxima ºC Tipo de Aislamiento seco Servicio permanente Cortocircuito t ≤5s Policloruro de vinillo (PVC) S ≤ 300m 2 70 160 S > 300m 2 70 140 Polietileno reticulado (XLPE) 90 250 Etileno Propileno (EPR) 90 250 Figura 5.14. Tabla temperatura máxima de aislamientos.
  • 23. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 21 05 Además depende de que el conductor sea de cobre o de aluminio. En la Instrucción Técnica número 7 podemos encontrar las tablas en función del tipo de conductor y el tipo de instalación, como ejemplo incluimos la tabla de intensidad máxima admisible para conductores de cobre enterrados con las siguientes condiciones: ƒ Temperatura del terreno 25 ºC. ƒ Profundidad de instalación 0,70 m. ƒ Resistividad térmica del terreno 1 K m/W. Deberemos aplicar los factores de corrección correspondientes que encontraremos en dicha instrucción en caso de que la temperatura del terreno sea diferente a 25ºC, en caso de que la instalación no se encuentre a 0,70 metros y en caso de que la resistividad térmica sea diferente de 1 K m/W. Además, deberemos aplicar un factor de corrección en caso de que realicemos la instalación bajo tubo.
  • 24. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 22 Terna de cables unipolares (1) (2) 1 cable bipolar o tetrapolar (3) Tipo de aislamiento Sección nominal mm 2 XLPE EPR PVC XLPE EPR PVC 6 72 70 63 66 64 56 10 96 94 85 88 85 75 16 125 120 110 115 110 97 25 160 155 140 150 140 125 35 190 185 170 180 175 150 50 230 225 200 215 205 180 70 280 270 245 260 250 220 95 335 325 290 310 305 265 120 380 375 335 355 350 305 150 425 415 370 400 390 340 185 480 470 420 450 440 385 240 550 540 485 520 505 445 300 620 610 550 590 565 505 400 705 690 615 665 645 500 790 775 685 - - - 630 885 870 770 - - - Figura 5.15. Tabla de intensidades máximas admisibles. (1) Incluye el conductor neutro, si existe. (2) Para el caso de dos cables unipolares, la intensidad máxima admisible será la correspondiente a la columna de la terna de cables unipolares de la misma sección y tipo de aislamiento, multiplicada por 1,225. (3) Para el caso de un cable bipolar, la intensidad máxima admisible será la correspondiente a la columna del cable tripolar o tetrapolar de la misma sección y tipo de aislamiento, multiplicada por 1,225.
  • 25. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 23 05 5.3.3. Redes mixtas La unión entre una línea aérea y subterránea se lleva a cabo mediante uno de los sistemas mostrados en la siguiente figura. Esencialmente consisten en unos aisladores cogidos a una caja metálica, por cuyo interior pasa una varilla conductora que une la línea subterránea con la aérea. Figura 5.16. Enlaces.
  • 26. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 24 5.4. Acometida Para definir la acometida nos apoyaremos en la Instrucción Técnica Complementaria número 11 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (ITC- BT-11). La acometida es la línea que va desde la red de distribución hasta la caja o cajas generales de protección. Estas líneas pueden ser, atendiendo a su trazado, aéreas (posada sobre fachada o tensada sobre poste), subterráneas (con entrada y salida o en derivación) o mixtas. La acometida discurrirá por terrenos de dominio público excepto en aquellos casos de acometidas aéreas o subterráneas, en que hayan sido autorizadas las correspondientes servidumbres de paso. Se evitará la realización de acometidas por patios interiores, garajes, jardines privados, viales de conjuntos privados cerrados, etc. En general se dispondrá de una sola acometida por edificio o finca. Sin embargo, podrán establecerse acometidas independientes para suministros complementarios establecidos en el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión o aquellos cuyas características especiales (potencias elevadas, entre otras) así lo aconsejen.
  • 27. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 25 05 ACOMETIDA DE RED AÉREA RED DE DISTRIBUCIÓN R.Z. PIEZAS CONEXIÓN PROTEGIDAS ACOMETIDA DE RED MIXTA Figura 5.17. Acometida de red mixta.
  • 28. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 26 RED DE DISTRIBUCIÓN E.R. PIEZAS CONEXIÓN PROTEGIDAS CAJA GENERAL DE PROTECCIÓN DERIVACIÓN A CUADRO ABONADO 0.6/1 KY. Cu. ACOMETIDA DE RED AÉREA ACOMETIDA CABLE RZ. Q6/ KVAI. Figura 5.18. Acometida de red aérea.
  • 29. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 27 05 5.5. Instalación de enlace Para definir las instalaciones de enlace nos apoyaremos en la Instrucción Técnica Complementaria número 12 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (ITC- BT-12). Como definición podemos decir que la instalación de enlace es aquella que une la caja general de protección (C.G.P.) o cajas generales de protección (incluidas éstas) con las instalaciones interiores, ya bien sean destinadas a viviendas o a actividades industriales. Comienza en el fin de la acometida y termina en los dispositivos generales de mando y protección la acometida, por lo tanto, no forma parte de la instalación de enlace, y es responsabilidad de la empresa suministradora. Toda la instalación de enlace tiene como finalidad suministrar la potencia eléctrica contratada por cada abonado, reuniendo los requisitos en cuanto a caída de tensión se refiere, comprendida en los límites de ± 7%; por lo que nos da unos márgenes de entre 213,9 V y 246,1 V para una tensión de contratación de 230 V. Para poder cumplir este requisito, cada tramo de la instalación de enlace debe cumplimentar unas caídas de tensión máximas atendiendo a su forma de instalación, las iremos viendo a medida que avancemos en el tema. Las instalaciones de enlace se situarán y discurrirán siempre por lugares de uso común y, además, quedarán de propiedad del usuario, el cual se responsabilizará de su conservación y mantenimiento. Las partes que constituyen una instalación de enlace se detallan a continuación. • Caja general de protección (C.G.P.) (3). • Línea general de alimentación (L.G.A.) (4). • Interruptor general de maniobra (5). • Caja de derivación (6). • Emplazamiento contadores (7). • Derivación individual (D.I.) (8). • Fusible de seguridad (9). • Contadores (10). • Caja para interruptor de control de potencia (I.C.P.) (10). • Dispositivos generales de mando y protección (D.G.M.P.) (12). • Instalación interior (13).
  • 30. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 28 Wh 9 12 11 13 8 10 12 11 12 11 12 11 12 11 Wh 9 10 Wh 9 10 Wh 9 10 Wh 9 10 8 5 3 8 Locales de usuarios Viviendas de usuarios 2 4 7 Figura 5.19. Instalación de enlace contadores totalmente centralizados. Los tramos 1 y 2 corresponden a la red de distribución y a la acometida. El interruptor general de maniobra es obligada instalación para más de 2 contadores (este interruptor tiene la función de dejar fuera de servicio la instalación eléctrica del edificio, lo cual puede resultar muy útil, por ejemplo, en caso de incendio). A continuación mostramos una figura de la instalación de enlace para un solo usuario, en este caso se podrán simplificar las instalaciones de enlace al coincidir en el mismo lugar la Caja General de Protección (pues el fusible de seguridad (9) coincide con el fusible de la CGP) y la situación del equipo de medida y no existir, por tanto, la línea general de alimentación. Al coincidir en el mismo lugar la Caja General de Protección y el equipo de medida lo denominaremos Caja de Protección y Medida.
  • 31. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 29 05 Wh 10 9 12 11 13 8 2 Local o vivienda de usuario Figura 5.20. Instalación de enlace para un solo usuario. Este esquema también es válido para 2 usuarios alimentados desde el mismo lugar, cada usuario tendrá su fusible de seguridad y su contador (este tipo de esquema es típico de viviendas adosadas, se pueden instalar dos cajas de protección en un mismo nicho o una caja doble que agrupe los contadores y fusibles de protección de los dos usuarios). Utilizaremos las cajas de derivación en el caso de que la instalación de contadores sea parcialmente centralizada, para derivar de la línea general de alimentación hacia los diferentes emplazamientos de centralizaciones parciales de contadores.
  • 32. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 30 5.6. Cajas generales de protección Para definir las cajas generales de protección nos apoyaremos en la Instrucción Técnica Complementaria número 13 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (ITC-BT-13). Las cajas generales de protección son las cajas que alojan los elementos de protección de las líneas generales de alimentación, siendo el principio de la instalación de enlace; por lo tanto, su situación se fijará de común acuerdo entre la propiedad y la empresa suministradora. Se instalarán preferentemente sobre las fachadas exteriores de los edificios, en lugares de libre y permanente acceso. • Si el edificio contiene en su interior un centro de transformación para distribución en baja tensión, los fusibles del cuadro de baja tensión de dicho centro podrán utilizarse como protección de la línea general de alimentación, desempeñando la función de caja general de protección. En este caso, la propiedad y el mantenimiento de dichos fusibles, (y, por lo tanto, 5 de la caja general de protección es responsabilidad de la compañía suministradora. • Cuando la acometida sea subterránea se instalará siempre en un nicho en pared y estará protegida contra la corrosión, disponiendo de una cerradura o candado normalizado por la empresa suministradora. La parte inferior de la puerta se encontrará a un mínimo de 30 cm. del suelo. Figura 5.21. Caja general de protección con acometida subterránea.
  • 33. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 31 05 • Cuando la acometida sea aérea podrán instalarse en montaje superficial a una altura sobre el suelo comprendida entre 3 m y 4 m. Cuando se trate de una zona en la que esté previsto el paso de la red aérea a red subterránea, la caja general de protección se situará como si se tratase de una acometida subterránea. Siempre se procurará que la situación en la que se ubique la caja general de protección se encuentre lo más próxima posible a la red de distribución pública y que quede alejada de otras instalaciones en cualquier caso deberemos cumplir las especificaciones descritas en las ITC-BT-06 y ITC-BT-07 y protegerla adecuadamente. No se alojarán más de dos cajas generales de protección en el interior del mismo nicho, disponiéndose una caja por cada línea general de alimentación. Además, los usuarios o el instalador electricista autorizado sólo tendrán acceso y podrán actuar sobre las conexiones con la línea general de alimentación, previa comunicación a la empresa suministradora. Las cajas generales de protección deben ajustarse a las especificaciones técnicas que ha impuesto la empresa suministradora y que hayan sido aprobadas por la Administración Pública competente. Dentro de las mismas se instalarán cortacircuitos fusibles en todos los conductores de fase o polares, con poder de corte al menos igual a la corriente de cortocircuito prevista en el punto de su instalación. El neutro estará constituido por una conexión amovible situada a la izquierda de las fases, colocada la caja general de protección en posición de servicio, y dispondrá también de un borne de conexión para su puesta a tierra si procede. El esquema de caja general de protección a utilizar estará en función de las necesidades del suministro solicitado, del tipo de red de alimentación y lo determinará la empresa suministradora. Para el caso de suministros para un único usuario o dos usuarios alimentados desde el mismo lugar, al no existir línea general de alimentación, podrá simplificarse la instalación colocando en un único elemento, la caja general de protección y el equipo de medida; dicho elemento se denominará caja de protección y medida. De la misma manera que las cajas de protección, la medida a utilizar de éstas corresponderán a uno de los tipos recogidos en las especificaciones técnicas de la empresa suministradora que hayan sido aprobadas por la Administración Pública competente.
  • 34. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 32 CGP-I CGP-7 Figura 5.22. Ejemplos de esquemas de cajas generales de protección.
  • 35. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 33 05 5.7. Línea general de alimentación Para definir la línea general de alimentación nos apoyaremos en la Instrucción Técnica Complementaria número 14 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (ITC-BT-14). La línea general de alimentación es el tramo que enlaza la caja general de protección con la centralización de contadores pudiendo hacerse derivaciones para distintas centralizaciones de contadores. Las líneas generales de alimentación pueden estar constituidas por: • Conductores aislados en el interior de tubos empotrados. • Conductores aislados en el interior de tubos enterrados. • Conductores aislados en el interior de tubos en montaje superficial. • Conductores aislados en el interior de canales protectores, cuya tapa sólo se pueda abrir con la ayuda de un útil. • Canalizaciones eléctricas prefabricadas que deberán cumplir la norma UNE-EN 60.439-2. • Conductores aislados en el interior de conductos cerrados de obra de fábrica, proyectados y construidos al efecto. Los tubos y canalizaciones deben cumplir la ITC-BT-21 salvo lo indicado en la ITC- BT-14 y las canalizaciones deben incluir el conductor de protección. En su instalación, se procurará que el trazado de la línea general de alimentación será lo más corto y rectilíneo posible constituyéndose de conductores aislados en el interior de tubos empotrados, tubos enterrados (en cuyo caso deben cumplir lo especificado en la ITC-BT-07) o bien tubos en montaje superficial. Las canalizaciones deberán permitir la ampliación de la sección de los conductores en un cien por cien. Los conductores a utilizar (tres de fase y neutro) serán de cobre o aluminio de tensión asignada 0,6/1 kV y la sección mínima de estos será de 10mm2 en cobre o de 16mm2 en aluminio. Los cables serán no propagadores del incendio y con emisión de humos y opacidad reducida. La sección de los cables debe ser uniforme en todo su recorrido y sin empalmes debiendo prestar especial atención a las conexiones que se realicen en los conductores de aluminio.
  • 36. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 34 La caída de tensión máxima permitida será: • Para líneas generales de alimentación destinadas a contadores totalmente centralizados: 0,5 por 100. • Para líneas generales de alimentación destinadas a centralizaciones parciales de contadores: 1 por 100. La sección de la línea general de alimentación dependerá del tipo de instalación de la línea, la línea general de alimentación puede ser aérea, subterránea o tratarse de una instalación interior. Dependiendo del tipo de instalación realizada deberemos comprobar la intensidad máxima de los conductores en las Instrucciones Técnicas Complementarias 6, 7 ó 19 respectivamente, teniendo en cuenta además, los factores de corrección que se indiquen en dichas instrucciones. La intensidad máxima de la línea general de alimentación vendrá determinada por las normas particulares de las compañías suministradoras. Para la sección del conductor neutro se tendrán en cuenta el máximo desequilibrio que puede preverse, las corrientes armónicas y su comportamiento, en función de las protecciones establecidas ante las sobrecargas y cortocircuitos que pudieran presentarse. El conductor neutro tendrá una sección de aproximadamente el 50 por 100 de la correspondiente al conductor de fase, no siendo inferior a los valores especificados en la siguiente tabla, en la cual se especifican las secciones de los conductores y los diámetros de tubo a utilizar. Sección de fase (mm 2 ) Sección de neutro (mm 2 ) Diámetro exterior de los tubos (mm) 10 (Cu) 10 75 16 (Cu) 10 75 16 (Al) 16 75 25 16 110 35 16 110 50 25 125 70 35 140 95 50 140 120 70 160 150 70 160 185 95 180 240 120 200 Figura 5.23. Tabla sección mínima conductor neutro (mm 2 ) y del diámetro exterior de los tubos (mm).
  • 37. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 35 05 5.8. Derivaciones individuales Para definir las derivaciones individuales nos apoyaremos en la Instrucción Técnica Complementaria número 15 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (ITC- BT-15). La derivación individual es la parte de la instalación que, partiendo de la línea general de alimentación, suministra energía eléctrica a una instalación. En este tramo se incluyen los fusibles de seguridad, los cuales se instalarán antes de los contadores y se colocarán en cada una de las fases los aparatos de medida y los dispositivos de mando y protección. Las derivaciones individuales estarán constituidas por: • Conductores aislados en el interior de tubos empotrados. • Conductores aislados en el interior de tubos enterrados. • Conductores aislados en el interior de tubos en montaje superficial. • Conductores aislados en el interior de canales protectores, cuya tapa sólo se pueda abrir con la ayuda de un útil. • Canalizaciones eléctricas prefabricadas que deberán cumplir la norma UNE-EN 60.439 -2. • Conductores aislados en el interior de conductos cerrados de obra de fábrica, proyectados y construidos al efecto. Cada derivación individual será totalmente independiente de las derivaciones correspondientes a otros usuarios. El número de conductores de cada derivación individual vendrá fijado por el número de fases necesarias para la utilización de los receptores de la derivación correspondiente (es decir, si tenemos algún receptor trifásico debemos incluir las tres fases en la derivación individual) y según su potencia, pues a partir potencia máxima que las compañías suministradoras están obligadas a suministrar en monofásica, deberemos instalar trifásica, cada derivación individual debe llevar su correspondiente conductor neutro, así como el conductor de protección. En el caso de suministros individuales el punto de conexión del conductor de protección, se dejará a criterio del proyectista de la instalación. Además, cada derivación individual incluirá el hilo de mando para posibilitar la aplicación de diferentes tarifas. No se admitirá el empleo de conductor neutro común ni de conductor de protección común para distintos suministros.
  • 38. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 36 Los conductores a utilizar serán de cobre o aluminio, aislados y normalmente unipolares, siendo su tensión asignada 450/750 V. Para el caso de cables multiconductores o para el caso de derivaciones individuales en el interior de tubos enterrados, el aislamiento de los conductores será de tensión asignada 0,6/1 kV. La sección mínima será de 6 mm 2 para los cables polares, neutro y protección, y de 1,5 mm 2 para el hilo de mando, que será de color rojo. La sección de los conductores a utilizar se establecerá en función de la previsión de carga de la instalación, del sistema de instalación elegido y la caída de tensión. El conductor neutro deberá, en general, ser de la misma sección que los conductores de fase, excepto cuando se justifique que no puedan existir desequilibrios o corrientes armónicas por cargas no lineales. La caída de tensión máxima admisible será: • Para el caso de contadores concentrados en más de un lugar: 0,5%. • Para el caso de contadores totalmente concentrados: 1%. • Para el caso de derivaciones individuales en suministros para un único usuario en que no existe línea general de alimentación: 1,5%. 5.8.1. Contadores Para definir las principales características de los contadores nos apoyaremos en la Instrucción Técnica Complementaria número 16 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (ITC-BT-16). Los contadores son los elementos que nos permiten dar lectura del gasto de energía eléctrica por usuario. Los contadores y demás dispositivos para la medida de la energía eléctrica, podrán estar ubicados en: ƒ Módulos (cajas con tapas precintables). ƒ Paneles. ƒ Armarios.
  • 39. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 37 05 Existen varias formas de colocación para contadores: ƒ Colocación de forma individual: destinada para un solo usuario independiente o a dos usuarios alimentados desde un mismo lugar, de forma que se instalará una caja de protección y medida con los fusibles generales de protección y el contador en este caso, como ya hemos comentado, los fusibles generales de protección coinciden con los fusibles de seguridad antes mencionados. ƒ Colocación de forma concentrada: edificios de viviendas, comerciales o concentración de industrias. Los contadores se concentraran en uno o varios lugares habilitándose para ello un local o un armario. ° En local, cuando el número de contadores sea superior a 16. En edificios de hasta 12 plantas se colocarán en la planta baja, en edificios superiores a 12 plantas se podrá concentrar por plantas intermedias. ° En armario, cuando el número de contadores sea igual o inferior a 16. Las concentraciones de contadores están formadas por los siguientes unidades: ƒ Unidad funcional de interruptor general de maniobra. Su misión es dejar fuera de servicio, en caso de necesidad, toda la concentración de contadores. Será obligatoria para concentraciones de más de dos usuarios. Esta unidad contiene un interruptor de corte omnipolar de apertura en carga, el cual garantiza que el neutro no sea cortado antes que los otros polos. Se instalará entre la línea general de alimentación y el embarrado general de la concentración de contadores, y cuando exista más de una línea general de alimentación se colocará un interruptor por cada una de ellas. El interruptor será, como mínimo, de 160 A para previsiones de carga hasta 90 kW, y de 250 A para las superiores a ésta, hasta 150 kW. ƒ Unidad funcional de embarrado general y fusibles de seguridad. Contiene el embarrado general de la concentración y los fusibles de seguridad correspondiente a todos los suministros que estén conectados al mismo. Dispondrá de una protección aislante que evite contactos accidentales con el embarrado general al acceder a los fusibles de seguridad. ƒ Unidad funcional de medida. Contiene los contadores, interruptores horarios y/o dispositivos de mando para la medida de la energía eléctrica. ƒ Unidad funcional de mando (opcional). Contiene los dispositivos de mando para el cambio de tarifa de cada suministro.
  • 40. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 38 ƒ Unidad funcional de embarrado de protección y bornes de salida. Contiene el embarrado de protección, donde se conectarán los cables de protección de cada derivación individual, así como los bornes de salida de las derivaciones individuales. El embarrado de protección deberá estar señalizado con el símbolo normalizado de puesta a tierra y conectado a tierra. ƒ Unidad funcional de telecomunicaciones (opcional). Figura 5.24. Ejemplo de centralización de contadores. 5.8.2. Dispositivos generales e individuales de mando y protección. Interruptor de control de potencia Para definir las principales características de los dispositivos individuales de mando y protección y del interruptor de control de potencia nos apoyaremos en la Instrucción Técnica Complementaria número 17 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (ITC-BT-17). Los dispositivos generales de mando y protección, se situarán lo más cerca posible del punto de entrada de la derivación individual en el local o vivienda del usuario. En viviendas y en locales comerciales e industriales en los que proceda, se colocará una caja para el interruptor de control de potencia, inmediatamente antes de los demás dispositivos, en compartimento independiente y precintable. Dicha caja se podrá colocar en el mismo cuadro donde se coloquen los dispositivos generales de mando y protección.
  • 41. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 39 05 En viviendas, deberá preverse la situación de los dispositivos generales de mando y protección junto a la puerta de entrada y no podrá colocarse en dormitorios, baños, aseos, etc. En los locales destinados a actividades industriales o comerciales, deberán situarse lo más próximo posible a una puerta de entrada de éstos. En locales de uso común o de pública concurrencia, deberán tomarse las precauciones necesarias para que los dispositivos de mando y protección no sean accesibles al público en general. La altura a la cual se situarán los dispositivos generales e individuales de mando y protección de los circuitos, medida desde el nivel del suelo, estará comprendida entre 1,4 y 2 m para viviendas, mientras que en locales comerciales, la altura mínima será de 1 m desde el nivel del suelo. Tal y como hemos comentado anteriormente, en primer lugar encontraremos el interruptor de control de potencia, dicho dispositivo lo instala la compañía suministradora y depende de la potencia contratada. El interruptor de control de potencia (ICP) es un dispositivo para controlar que la potencia realmente demandada por el consumidor no exceda de la potencia contratada (no puede considerarse un elemento de protección, únicamente de control). El ICP se utiliza para suministros en baja tensión y hasta una intensidad de 63 A, para suministros superiores a 63 A no se utiliza el ICP, sino que se utilizarán interruptores de intensidad regulable, maxímetros o integradores incorporados en el equipo de medida de energía eléctrica (con lo cual no tiene sentido la instalación de la caja para el ICP). A continuación encontramos los dispositivos generales e individuales de mando y protección que serán, como mínimo: ƒ Un interruptor general automático de corte omnipolar, que permita su accionamiento manual y que esté dotado de elementos de protección contra sobrecarga y cortocircuitos. Este interruptor será independiente del interruptor de control de potencia. ƒ Un interruptor diferencial general destinado a la protección contra contactos indirectos de todos los circuitos; salvo que la protección contra contactos indirectos se efectúe mediante otros dispositivos de acuerdo con la ITC-BT- 24. ƒ Dispositivos de corte omnipolar, destinados a la protección contra sobrecargas y cortocircuitos de cada uno de los circuitos interiores de la vivienda o local. ƒ Dispositivo de protección contra sobretensiones, según ITC-BT-23, si fuese necesario.
  • 42. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 40 Si por el tipo o carácter de la instalación se instalase un interruptor diferencial por cada circuito o grupo de circuitos, se podría prescindir del interruptor diferencial general, siempre que queden protegidos todos los circuitos. En el caso de que se instale más de un interruptor diferencial en serie, existirá una selectividad entre ellos. Figura 5.25. Ejemplo de cuadro de mando y protección.
  • 43. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 41 05 5.9. Sistemas de conexión en redes de distribución de una instalación eléctrica. Toma de tierra A continuación mostramos los sistemas de conexión del neutro y de las masas en redes de distribución y analizamos brevemente los principales sistemas de puesta a tierra. 5.9.1. Sistemas de conexión en redes de distribución de una instalación eléctrica Para definir los sistemas de conexión del neutro y de las masas en redes de distribución de una instalación eléctrica nos apoyaremos en la Instrucción Técnica Complementaria número 8 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (ITC-BT- 8). Para la determinación de las características de los elementos de protección, será preciso tener en cuenta el esquema de distribución empleado. Los esquemas de distribución se establecen en función de las conexiones a tierra de la red de distribución o de la alimentación, por un lado, y de las masas de la instalación receptora, por otro. La denominación se realiza con un código de letras con el significado siguiente: ƒ Primera letra: se refiere a la situación de la alimentación con respecto a tierra. ° T = conexión directa de un punto de la alimentación a tierra. ° I = aislamiento de todas las partes activas de la alimentación con respecto a tierra o conexión de un punto a tierra a través de una impedancia. ƒ Segunda letra: se refiere a la situación de las masas de la instalación receptora con respecto a tierra. ° T = masas conectadas directamente a tierra, independientemente de la eventual puesta a tierra de la alimentación. ° N = masas conectadas directamente al punto de la alimentación puesto a tierra (en corriente alterna, este punto es normalmente el punto neutro).
  • 44. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 42 ƒ Otras letras (eventuales): se refieren a la situación relativa del conductor neutro y del conductor de protección. ° S = las funciones de neutro y de protección, aseguradas por conductores separados. ° C = las funciones de neutro y de protección, combinadas en un solo conductor (conductor CPN). Esquema TN Los esquemas TN tienen un punto de la alimentación, generalmente el neutro o compensador, conectado directamente a tierra y las masas de la instalación receptora conectadas a dicho punto mediante conductores de protección. Se distinguen tres tipos de esquemas TN, según la disposición relativa del conductor neutro y del conductor de protección: Esquema TN-S: En el que el conductor neutro y el de protección son distintos en todo el esquema. Figura 5.26. Esquema TN-S. Esquema TN-C: en el que las funciones de neutro y protección están combinados en un solo conductor en todo el esquema. Masa Instalación receptora Alimentación CP F F F CP N Figura 5.27. Esquema TN-C.
  • 45. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 43 05 Esquema TN-C-S: en el que las funciones de neutro y protección están combinadas en un solo conductor en una parte del esquema. Esquema TT El esquema TT tiene un punto de alimentación, generalmente el neutro o compensador, conectado directamente a tierra. Las masas de la instalación receptora están conectadas a una toma de tierra separada de la toma de tierra de la alimentación. Figura 5.28. Esquema TT. Esquema IT El esquema IT no tiene ningún punto de la alimentación conectado directamente a tierra. Las masas de la instalación receptora están puestas directamente a tierra. Masa Instalación receptora Alimentación CP F F F Figura 5.29. Esquema IT. 5.9.2. Instalaciones de puesta a tierra Para definir las instalaciones de puesta a tierra nos apoyaremos en la Instrucción Técnica Complementaria número 18 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (ITC-BT-18).
  • 46. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 44 Las puestas a tierra se establecen principalmente con objeto de limitar la tensión que, con respecto a tierra, puedan presentar en un momento dado las masas metálicas, asegurar la actuación de las protecciones y eliminar o disminuir el riesgo que supone una avería en los materiales eléctricos utilizados. La puesta o conexión a tierra es la unión eléctrica directa, sin fusibles ni protección alguna, de una parte del circuito eléctrico o de una parte conductora no perteneciente al mismo, mediante una toma de tierra con un electrodo o grupos de electrodos enterrados en el suelo. Mediante la instalación de puesta a tierra se deberá conseguir que en el conjunto de instalaciones, edificios y superficie próxima del terreno no aparezcan diferencias de potencial peligrosas y que, al mismo tiempo, permita el paso a tierra de las corrientes de defecto o las de descarga de origen atmosférico. Tal y como vemos en la siguiente figura, en toda instalación de puesta a tierra debe preverse un borne principal de tierra, al cual deben unirse los conductores siguientes: ƒ Los conductores de tierra. ƒ Los conductores de protección. ƒ Los conductores de unión equipotencial principal. ƒ Los conductores de puesta a tierra funcional, si son necesarios. M T P C B 1 1 1 1 4 2 3
  • 47. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 45 05 Leyenda 1 Conductor de protección. 2 Conductor de unión equipotencial principal. 3 Conductor de tierra o línea de enlace con el electrodo de puesta a tierra. 4 Conductor de equipotencialidad suplementaria. B Borne principal de tierra. C Elemento conductor. P Canalización metálica principal de agua. T Toma de tierra. Figura 5.30. Esquema de puesta a tierra de una instalación. Para la toma de tierra se pueden utilizar electrodos formados por: ƒ Barras y tubos. ƒ Pletinas conductores desnudos. ƒ Placas. ƒ Anillos o mallas metálicas constituidos por los elementos anteriores o sus combinaciones. ƒ Armaduras de hormigón enterradas con excepción de las armaduras pretensadas. ƒ Otras estructuras enterradas que se demuestre que son apropiadas. El tipo y la profundidad de enterramiento de las tomas de tierra deben ser tales que la posible pérdida de humedad del suelo, la presencia del hielo u otros efectos climáticos, no aumenten la resistencia de la toma de tierra por encima del valor previsto. La profundidad nunca será inferior a 0,50 m. Debe preverse sobre los conductores de tierra y en lugar accesible, un dispositivo que permita medir la resistencia de la toma de tierra correspondiente, siendo la sección mínima de los conductores de tierra la que podemos ver en la siguiente tabla. TIPO Protegido mecánicamente No protegido mecánicamente Protegido contra la corrosión* Según conductor de protección 16 mm2 Cobre 16 mm2 Acero Galvanizado No protegido contra la corrosión 25 mm 2 Cobre 50 mm2 Hierro * La protección contra la corrosión puede obtenerse mediante una envolvente Figura 5.31. Tabla de sección mínima de los conductores de tierra.
  • 48. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 46 Los conductores de protección sirven para unir eléctricamente las masas de una instalación a ciertos elementos, con el fin de asegurar la protección contra contactos indirectos. En el circuito de conexión a tierra, los conductores de protección unirán las masas al conductor de tierra. La sección de los conductores de protección la calcularemos de la siguiente forma: Sección de los conductores de fase de la instalación S (mm 2 ) Sección mínima de los conductores de protección Sp (mm 2 ) S ≤ 16 16 < S ≤ 35 S > 35 Sp = S Sp = 16 Sp = S/2 Figura 5.32. Tabla de sección del conductor de protección. La tabla anterior es válida para conductores de protección del mismo material que los conductores de fase. En todos los casos los conductores de protección que no forman parte de la canalización de alimentación serán de cobre con una sección, al menos de: ƒ 2,5 mm2 , si los conductores de protección disponen de una protección mecánica. ƒ 4 mm2 , si los conductores de protección no disponen de una protección mecánica. El conductor principal de equipotencialidad debe tener una sección no inferior a la mitad de la del conductor de protección de sección mayor de la instalación, con un mínimo de 6 mm2 . Sin embargo, su sección puede ser reducida a 2,5 mm2 , si es de cobre. ƒ Si el conductor suplementario de equipotencialidad uniera una masa a un elemento conductor, su sección no será inferior a la mitad de la del conductor de protección unido a esta masa. El valor de resistencia de tierra será tal que cualquier masa no pueda dar lugar a tensiones de contacto superiores a: ƒ 24 V en local o emplazamiento conductor. ƒ 50 V en los demás casos. La resistencia de un electrodo depende de sus dimensiones, de su forma y de la resistividad del terreno en el que se establece. Esta resistividad varía frecuentemente de un punto a otro del terreno, y varía también con la profundidad.
  • 49. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 47 05 Naturaleza del terreno Valor medio de la resistividad Ohm.m Terrenos cultivables y fértiles, terraplenes compactos y húmedos 50 Terraplenes cultivables poco fértiles y otros terraplenes 500 Suelos pedregosos desnudos, arenas secas permeables 3.000 Figura 5.33. Tabla de la resistividad del terreno. Electrodo Resistencia de Tierra en Ohm Placa enterrada Pica vertical Conductor enterrado horizontalmente R = 0,8 ρ/P R = ρ/L R = 2 ρ/L ρ, resistividad del terreno (Ohm.m) P , perímetro de la placa (m) L, longitud de la pica o del conductor (m) Figura 5.34. Tabla de la resistencia de tierra en función del electrodo.
  • 50. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 48 5.10. Interruptor automático Un dispositivo automático es un aparato mecánico de conexión capaz de establecer, soportar e interrumpir corrientes en las condiciones normales de funcionamiento del circuito, así como de establecer, soportar durante un tiempo determinado e interrumpir corrientes en condiciones anormales del circuito tales como un cortocircuito, es decir, un interruptor automático es un dispositivo para protección contra sobrecargas y cortocircuitos. Tanto los Interruptores Generales Automáticos (IGA) como los Pequeños Interruptores Automáticos (PIA), que se incluyen en los cuadros de mando y protección son interruptores automáticos. A continuación veremos las principales características de estos elementos: • Intensidad: asignada o nominal de los interruptores automáticos. Es el valor de la corriente que el interruptor automático puede soportar ininterrumpidamente y sirve para designar al interruptor. Sus valores normalizados son los siguientes: 6A – 10A – 13A – 16A – 20A – 25A – 32A – 40A – 50A – 63A – 80A – 100A – 125A • Poder de corte: es el máximo valor de intensidad de cortocircuito, fijado por el fabricante, que es capaz de cortar el interruptor automático. Sus valores normalizados son los siguientes: 1.500A – 3.000A – 4.500A – 6.000A – 10.000A – 15.000A – 20.000A – 25.000A Interruptores automáticos magnetotérmicos Los interruptores automáticos magnetotérmicos son dispositivos diseñados para la protección de conductores y aparatos que deban ser preservados contra sobrecargas eléctricas y cortocircuitos. Unipolar Bipolar Tripolar Tetrapolar Figura 5.35. Interruptores automáticos magnetotérmicos.
  • 51. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 49 05 • Principios de funcionamiento La protección contra sobrecargas se efectúa a través de la lámina bimetálica (A), mientras que la protección contra cortocircuitos la proporciona el dispositivo magnético (B). El disparo térmico se efectúa a través del bimetal, que es ajustado por medio del tornillo (C), de forma que el bimetal, al paso de la corriente, se calienta, produciéndose un pandeo que al llegar a determinados valores actúa sobre el apoyo del trinquete (G), dando lugar al disparo del interruptor. El disparo magnético regulado a través del muelle (F) tiene lugar por medio del inducido (E), de forma tal que cuando la fuerza de atracción de la bobina (B) es suficientemente grande, el inducido (E) se desplaza venciendo la resistencia del muelle y actúa sobre el apoyo del trinquete (G). La apertura del interruptor (D) y la extinción del arco eléctrico (H) se realizan en cortocircuito en tiempo inferior a 10 milisegundos. Esta alta velocidad de respuesta garantiza la seguridad en las instalaciones a proteger en tales casos. Figura 5.36. Esquema interno interruptor automático magnetotérmico.
  • 52. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 50 Elección del interruptor en función de la línea El interruptor automático debe impedir que la intensidad que circula por la línea supere los valores máximos admisibles por los conductores. Estos valores máximos dependen de: ƒ La naturaleza de los conductores. ƒ La sección de los mismos. ƒ El tipo de aislamiento (goma, PRC, PVC, etc.). ƒ Las condiciones de colocación (al aire, empotrados, etc.). ƒ La temperatura. A continuación veremos los tipos de interruptores automáticos y las características de dichos elementos: ƒ Curva B: se usa en la protección de circuitos con cargas resistivas: alumbrado incandescente, calefacción por radiadores de termofluidos, etc. ƒ Curva C: se usa en la protección de circuitos con cargas inductivas o capacitivas: pequeños motores, cargas mixtas, etc. ƒ Curva D: se usa en la protección de circuitos con cargas inductivas o capacitivas importantes: motores, baterías de condensadores, etc. Deberemos de tener siempre en cuenta, a la hora de elegir un interruptor automático, que el valor escogido debe ser mayor que el valor de corriente de diseño del circuito y menor que el valor de intensidad máxima soportada por los conductores. Además, el poder de corte de dicha protección será mayor o igual que la corriente de cortocircuito prevista para el punto donde se ha instalado el interruptor automático. El interruptor general automático de corte omnipolar tendrá poder de corte suficiente para la intensidad de cortocircuito que pueda producirse en el punto de su instalación, de 4.500 A como mínimo, además debe cumplir la condición de que su intensidad nominal mínima debe ser de 25 A.
  • 53. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 51 05 5.11. Interruptor diferencial (ID) El interruptor diferencial es un aparato electromecánico o una asociación de aparatos destinados a provocar la apertura de sus contactos cuando la corriente diferencial alcanza un determinado valor. Es el encargado de proteger a las personas e instalaciones contra tensiones de defecto. Según el comportamiento en presencia de corrientes continuas un diferencial puede ser: • Diferencial de tipo AC: es un interruptor diferencial con desconexión asegurada solamente para corrientes diferenciales alternas senoidales. • Diferencial de tipo A: Es un interruptor diferencial con desconexión asegurada para corrientes diferenciales alternas senoidales, así como para corrientes diferenciales pulsantes con componente continua de hasta 0,006A. De este tipo son los comercialmente llamados superinmunizados o de alta inmunización. Según el retardo en presencia de una corriente de defecto un diferencial puede ser: • Interruptor diferencial instantáneo, para uso general. • Interruptor diferencial retardado (tipo S) o temporizado, ambos para selectividad. A continuación presentamos los siguientes subapartados, los cuales tienen relación con el interruptor: • Contacto directo. • Efectos de la corriente eléctrica en el cuerpo humano. • Riesgo eléctrico. • Interruptores diferenciales. • Elección de sensibilidad. • Comportamiento ante disparos intempestivos. • Selectividad.
  • 54. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 52 Contacto directo El contacto de una persona con un elemento en tensión puede ser DIRECTO o INDIRECTO. Se dice que es DIRECTO cuando dicho elemento se encuentra normalmente en tensión, por el contrario, el contacto se define como INDIRECTO, si el elemento ha sido puesto en tensión accidentalmente (por ejemplo, por fallo de aislamiento). Figura 5.37. Contacto directo o indirecto. Efectos de la corriente eléctrica en el cuerpo humano El efecto que el paso de una corriente eléctrica provoca en el cuerpo humano depende del nivel de la misma, que a su vez es directamente proporcional a la tensión y a la resistencia que presenta el cuerpo. Intensidad (mA) a 50/60 Hz Hombres Mujeres EFECTO 1,1 0,7 Umbral de percepción (cosquilleo) 1,8 1,2 Descarga no dolorosa (mano adormecida) 9 6 Descarga dolorosa 16 10 Límite de control muscular 23 15 Descarga muy dolorosa, respiración con problemas 100 100 Posible fibrilación ventricular a partir de 3 segundos Figura 5.38. Tabla efectos intensidad sobre el cuerpo humano. Riesgo eléctrico Aparte de la intensidad de corriente comentada anteriormente, existe otra serie de factores que influyen decisivamente en los efectos fisiológicos producidos en el cuerpo por una electrocución. El tiempo de contacto, recorrido de la corriente, frecuencia, y condiciones fisiológicas del accidentado, son vitales para el estudio de este fenómeno.
  • 55. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 53 05 El gráfico siguiente muestra las zonas de riesgo para una corriente de 50-60 Hz, que es precisamente la más peligrosa. Otras frecuencias superiores o la propia corriente continua tienen los mismos efectos, pero los valores de corriente necesarios para ello son del orden de 4 veces más elevados. Figura 5.39. Gráfico zonas de riesgo. Zonas de efectos de la corriente alterna 50/60 Hz sobre adultos. ƒ Zona 1: habitualmente ninguna reacción. ƒ Zona 2: habitualmente ningún efecto fisiopatológico peligroso. ƒ Zona 3: habitualmente ningún riesgo de fibrilación. ƒ Zona 4: fibrilación posible (probabilidad hasta el 50 %). ƒ Zona 5: riesgo de fibrilación (probabilidad superior al 50 %). Interruptores diferenciales Ofrecen una protección eficaz contra los contactos tanto directos como indirectos. Figura 5.40. Interruptores diferenciales.
  • 56. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 54 Están compuestos por: ƒ Transformador toroidal. ƒ Relé electromecánico. ƒ Mecanismo de conexión y desconexión. ƒ Circuito auxiliar de prueba. Cuando la suma vectorial de las intensidades que pasan por el transformador es distinta de cero, en el secundario del mismo se induce una tensión que provoca la excitación del relé, dando lugar a la desconexión del interruptor. Para que se produzca la apertura, la corriente de fuga I debe ser superior a la corriente a la que se haya regulado al interruptor, la cual está comprendida entre el 50% y el 100% de la intensidad diferencial nominal IΔN (sensibilidad). En la siguiente figura podemos ver el esquema interno de un interruptor diferencial. Figura 5.41. Esquema interno interruptor diferencial. Características de los interruptores diferenciales: ƒ Corriente asignada (In). Valor de la corriente atribuido por el fabricante que el dispositivo diferencial puede soportar en servicio ininterrumpido (es el calibre del diferencial). ƒ Corriente diferencial de funcionamiento asignada (IΔn). Valor de la corriente diferencial de funcionamiento atribuido por el fabricante al diferencial, para el cual debe funcionar en las condiciones especificadas (es la sensibilidad del diferencial). Sus valores normalizados son los siguientes: 500mA – 300mA – 100mA – 30mA – 10mA ƒ Tiempo de funcionamiento. Es el que pasa entre que el instante de un diferencial aparece de forma brusca la corriente diferencial de funcionamiento y el instante de extinción del arco en todos los polos.
  • 57. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 55 05 Elección de la sensibilidad (corriente diferencial de funcionamiento) La elección de la sensibilidad del interruptor diferencial que debe utilizarse en cada caso, viene determinada por la condición de que, el valor de la resistencia a tierra de las masas medida en cada punto de conexión de las mismas, debe cumplir la relación: ƒ En locales o emplazamientos secos R ≤ 50/ IΔn. ƒ En locales o emplazamientos húmedos R ≤ 24/ IΔn. Siendo IΔn el valor de la sensibilidad en amperios del interruptor auxiliar. Figura 5.42. Gráficas resistencia y selectividad. Comportamiento ante disparos intempestivos Uno de los comportamientos con que se han enfrentado los interruptores diferenciales, en general durante los últimos tiempos, ha sido el de los disparos no producidos por una fuga real, es decir, los disparos intempestivos. Para preservar los circuitos de estas alteraciones no deseadas se ha dotado a los interruptores diferenciales de una serie de mejoras, definiéndose actualmente su comportamiento frente a estos fenómenos según su respuesta ante una forma de onda estandarizada de amplitud variable. Selectividad Se define como TOTAL la selectividad entre dos interruptores diferenciales cuando, para cualquier corriente de defecto aguas abajo de la instalación, abre únicamente el interruptor situado por encima del punto de defecto. Se requieren dos requisitos para que exista selectividad entre dos interruptores diferenciales. En primer lugar, que se cumpla la condición IΔn ≤ 3 x IΔn 2 y en segundo lugar, el retardo con que actúen en función de que se trate de interruptores instantáneos o selectivos (S), podemos ver la selectividad de los interruptores diferenciales en la siguiente tabla.
  • 58. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 56 Aguas arriba Aguas abajo FISS FIS, F7/0,03,F7 FIF FIM, F7/0,3 IΔN1 IΔN2 10 mA 30 mA 100 mA 300 mA 250 250 250 250 150 150 150 - 50 50 - - 15 - - - TOTAL TOTAL TOTAL - 300 mA 500 mA 300 mA 100 mA 30 mA F7 S G FIC FIM,F7/0,3 FIF FIS,F7/0,03 Valores en mA S Figura 5.43. Tabla selectividad. La selectividad entre dos dispositivos diferenciales exige que el más cercano al punto del defecto reaccione antes que el situado aguas arriba. Puede hacerse de dos maneras: ƒ Selectividad vertical: se da cuando se instalan los diferenciales en serie o en cascada. Para garantizar la selectividad total entre los diferenciales instalados en serie se cumplirán las siguientes condiciones: ° Selectividad cronométrica. El tiempo de no actuación del diferencial situado aguas arriba deberá ser superior al tiempo total de operación del diferencial situado aguas abajo. Esto se consigue con diferenciales de tipo S o retardados. ° Selectividad amperimétrica. Es la intensidad diferencial residual del diferencial instalado aguas arriba deberá ser al menos tres veces mayor a la del situado aguas abajo. Cuando sólo se cumple esta condición hay selectividad parcial. ƒ Selectividad horizontal: hay selectividad horizontal cuando se protege cada uno de los circuitos de la instalación con un dispositivo diferencial. Así, en caso de defecto a tierra, sólo actuará el diferencial del circuito que corresponda porque en los demás no se podrá detectar la anomalía.
  • 59. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 57 05 5.12. Previsión de potencias Para definir el cálculo de la previsión de potencias nos apoyaremos en la Instrucción Técnica Complementaria número 10 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (ITC-BT-10). La previsión de potencias la haremos en función del tipo de edificio, es decir, a qué va destinado principalmente el edificio: • Edificios destinados a viviendas. • Edificios comerciales o de oficinas. • Edificios destinados a una o varias industrias. 5.12.1. Edificios destinados a viviendas Grado de electrificación y previsión de la potencia En primer lugar, vamos a establecer la carga correspondiente a las viviendas, depende del grado de utilización que se desee alcanzar. Se establecen los siguientes grados de electrificación. ƒ Electrificación básica: es la necesaria para la cobertura de las posibles necesidades de utilización primaria sin necesidad de obras posteriores de adecuación. Debe permitir la utilización de los aparatos eléctricos de uso común en una vivienda. En las viviendas con grado de electrificación básica, la potencia a prever no será inferior a 5.750 W. ƒ Electrificación elevada: es la correspondiente a viviendas con una previsión de utilización de aparatos electrodomésticos superior a la electrificación básica, o con previsión de utilización de sistemas de calefacción eléctrica o de acondicionamiento de aire, o con superficies útiles de la vivienda superiores a 160 m2 , o con cualquier combinación de los casos anteriores. En las viviendas con grado de electrificación elevada, la potencia a prever no será inferior a 9.200 W. La carga total correspondiente a un edificio destinado principalmente a viviendas resulta de la suma de la carga correspondiente al conjunto de viviendas, de los servicios generales del edificio, de la correspondiente a los locales comerciales y de los garajes que forman parte del mismo. Carga correspondiente a un conjunto de viviendas Se obtendrá multiplicando la media aritmética de las potencias máximas previstas en cada vivienda, por el coeficiente de simultaneidad indicado en la siguiente tabla, según el número de viviendas.
  • 60. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 58 Nº de viviendas Coeficiente de simultaneidad 1 1 2 2 3 3 4 3.8 5 4.6 6 5.4 7 6.2 8 7 9 7.8 10 8.5 11 9.2 12 9.9 13 10.6 14 11.3 15 11.9 16 12.5 17 13.1 18 13.7 19 14.3 20 14.8 21 15.3 >21 15,3+(n-21)·0,5 Figura 5.44. Tabla coeficiente simultaneidad viviendas. En el caso de que en el mismo edificio tengamos viviendas con aplicación de tarifa nocturna a la carga correspondiente, a este tipo de viviendas no debemos aplicarle ningún coeficiente de simultaneidad. Carga correspondiente a los servicios generales Será la suma de la potencia prevista en ascensores, aparatos elevadores, centrales de calor y frío, grupos de presión, alumbrado de portal, caja de escalera y espacios comunes y en todo el servicio eléctrico general del edificio sin aplicar ningún factor de reducción por simultaneidad (factor de simultaneidad = 1).
  • 61. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 59 05 Tanto en este punto como cuando realicemos la previsión real de potencias de los diferentes locales deberemos de tener en cuenta otras Instrucciones Técnicas Complementarias que puedan afectarnos (por ejemplo, la Instrucción Técnica Complementaria número 44 relativa a “Receptores de alumbrado” o la Instrucción Técnica Complementaria número 47 relativa a “Motores”). Carga correspondiente a los locales comerciales y oficinas Se calculará considerando un mínimo de 100 W por metro cuadrado y planta, con un mínimo por local de 3450 W a 230 V y coeficiente de simultaneidad 1. Carga correspondiente a los garajes Se calculará considerando un mínimo de 10 W por metro cuadrado y planta para garajes de ventilación natural y de 20 W para los de ventilación forzada, con un mínimo de 3450 W a 230 V y coeficiente de simultaneidad 1. 5.12.2. Edificios destinados a locales comerciales y oficinas En general, la demanda de potencia determinará la carga a prever en estos casos que no podrá ser nunca inferior a los siguientes valores, un mínimo de 100 W por metro cuadrado y planta, con un mínimo por local de 3450 W a 230 V y coeficiente de simultaneidad 1. 5.12.3. Edificios destinados a una o varias industrias En general, la demanda de potencia determinará la carga a prever en estos casos que no podrá ser nunca inferior a los siguientes valores, considerando un mínimo de 125 W por metro cuadrado y planta, con un mínimo por local de 10 350 W a 230 V y coeficiente de simultaneidad 1. Suministros monofásicos Las empresas distribuidoras estarán obligadas, siempre que lo solicite el cliente, a efectuar el suministro de forma que permita el funcionamiento de cualquier receptor monofásico de potencia menor o igual a 5.750 W a 230 V, hasta un suministro de potencia máxima de 14.490 W a 230 V. Hemos visto como se hace la previsión de potencias mínima en edificios destinados principalmente a locales comerciales, oficinas e industrias. Además, en caso de que sea posible, deberemos de tener en cuenta la potencia real que consumen dichos locales.
  • 62. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 60 5.13. Instalaciones interiores Para definir las principales características de las instalaciones interiores nos apoyaremos en la Instrucción Técnica Complementaria número 19 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (ITC-BT-19). La sección de los conductores a utilizar se determinará de forma que la caída de tensión entre el origen de la instalación interior y cualquier punto de utilización sea, salvo lo prescrito en las Instrucciones particulares, menor del 3% de la tensión nominal para cualquier circuito interior de viviendas, y para otras instalaciones interiores o receptoras, del 3% para alumbrado y del 5% para los demás usos. Esta caída de tensión se calculará considerando alimentados todos los aparatos de utilización susceptibles de funcionar simultáneamente. El número de aparatos susceptibles de funcionar simultáneamente, se determinará en cada caso particular, de acuerdo con las indicaciones incluidas en las instrucciones del presente reglamento y en su defecto con las indicaciones facilitadas por el usuario considerando una utilización racional de los aparatos. En instalaciones interiores, para tener en cuenta las corrientes armónicas debidas a cargas no lineales y posibles desequilibrios, salvo justificación por cálculo, la sección del conductor neutro será como mínimo igual a la de las fases. Para que se mantenga el mayor equilibrio posible en la carga de los conductores que forman parte de una instalación, se procurará que aquella quede repartida entre sus fases o conductores polares. Las intensidades máximas admisibles, se regirán en su totalidad por lo indicado en la Norma UNE 20.460 -5-523 y su anexo Nacional. En la siguiente tabla se indican las intensidades admisibles para una temperatura ambiente del aire de 40 °C y para distintos métodos de instalación, agrupamientos y tipos de cables. Para otras temperaturas, métodos de instalación, agrupamientos y tipos de cable, así como para conductores enterrados, consultar la Norma UNE 20.460 -5-523.
  • 63. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 61 05 Conductores aislados en tubos empotrados en paredes aislantes 3x PVC 2x PVC 3x XLPE o EPR 2x XLPE o EPR Cables multiconductores en tubos empotrados en paredes aislantes 3x PVC 2x PVC 3x XLPE o EPR 2x XLPE o EPR Conductores aislados en tubos 2 en montaje superficial o empotrados en obra 3x PVC 2x PVC 3x XLPE o EPR 2x XLPE o EPR Cables multiconductores en tubos 2 en montaje superficial o empotrados en obra 3x PVC 2x PVC 3x XLPE o EPR 2x XLPE o EPR Cables multiconductores directamente sobre la pared 3 3x PVC 2x PVC 3x XLPE o EPR 2x XLPE o EPR Cables multiconductores al aire libre 4 . Distancia a la pared no inferior a 0.3D 5 3x PVC 2x PVC 3x XLPE o EPR 2x XLPE o EPR Cables unipolares en contacto mutuo 4 . Distancia a la pared no inferior a D 5 3x PVC 3x XLPE o EPR Cables unipolares separados mínimo D 5 3x PVC 3x XLPE o EPR A A2 B B2 C E F G Cobre mm2 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 150 185 240 300 1 11 15 20 25 34 45 59 2 11,7 16 21 27 37 49 64 77 94 3 13 17,5 23 30 40 54 70 86 103 4 13,5 18,5 24 32 44 59 77 96 117 149 180 208 236 268 315 360 5 15 21 27 36 50 66 84 104 125 160 194 225 260 297 350 404 7 - - - - - - 96 119 145 188 230 267 310 354 419 484 8 18 25 34 44 60 80 106 131 159 202 245 284 338 386 455 524 9 21 29 38 49 68 91 116 144 175 224 271 314 363 415 490 565 10 24 33 45 57 76 105 123 154 188 244 296 348 404 464 552 640 11 - - - - - - 166 206 250 321 391 455 525 601 711 821 1) A partir de 25 mm2 de sección. 2) Incluyendo canales para instalaciones (canaletas) y conductos de sección no circular. 3) O en bandeja no perforada. 4) O en bandeja perforada. 5) D es el diámetro del cable. 6 16 22 30 37 52 70 88 110 133 171 207 240 278 317 374 423 Figura 5.45. Tabla intensidad máxima instalaciones interiores. Las instalaciones interiores se harán teniendo en cuenta las disposiciones generales que se encuentran en la Instrucción Técnica Complementaria número 19, pero, tendremos en cuenta, además, el resto de instrucciones técnicas complementarias que figuran en el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión. La sección de los tubos y canales protectoras por los que discurrirán las instalaciones interiores viene determinada por la Instrucción Técnica Complementaria número 21.
  • 64. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 62 5.13.1. Instalaciones interiores en viviendas Para definir las principales características de las instalaciones interiores en viviendas nos apoyaremos en la Instrucción Técnica Complementaria número 25 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (ITC-BT-25). En las instalaciones interiores de viviendas los circuitos de protección privados se ejecutarán según lo dispuesto en la ITC-BT-17, pero contarán como mínimo con: ƒ Un interruptor general automático de corte omnipolar con accionamiento manual, de intensidad nominal mínima de 25 A y dispositivos de protección contra sobrecargas y cortocircuitos. El interruptor general es independiente del interruptor para el control de potencia (ICP) y no puede ser sustituido por éste. ƒ Uno o varios interruptores diferenciales que garanticen la protección contra contactos indirectos de todos los circuitos, con una intensidad diferencial- residual máxima de 30 mA e intensidad asignada superior o igual que la del interruptor general. Cuando se usen interruptores diferenciales en serie, habrá que garantizar que todos los circuitos quedan protegidos frente a intensidades diferenciales-residuales de 30 mA como máximo, pudiéndose instalar otros diferenciales de intensidad superior a 30 mA en serie, siempre que se cumpla lo anterior. Para instalaciones de viviendas alimentadas con redes diferentes a las de tipo TT, que eventualmente pudieran autorizarse, la protección contra contactos indirectos se realizará según se indica en el apartado 4.1 de la ITC-BT-24. ƒ Dispositivos de protección contra sobretensiones, si fuese necesario, conforme a la ITC-BT-23. 5.13.1.1. Número de circuitos y características En una vivienda de electrificación básica se instalarán cinco circuitos: ƒ C1, circuito destinado a alimentar los puntos de iluminación. ƒ C2, circuito destinado a tomas de corriente de uso general y frigorífico. ƒ C3, circuito destinado a alimentar la cocina y horno. ƒ C4, circuito destinado a alimentar la lavadora, lavavajillas y termo eléctrico. ƒ C5, circuito destinado a alimentar tomas de corriente de los cuartos de baño.
  • 65. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 63 05 En el caso de viviendas de electrificación elevada se instalarán los circuitos anteriormente mencionados, además de los circuitos siguientes: ƒ C6, circuito adicional del tipo C1 por cada 30 puntos de luz. ƒ C7, circuito adicional de C2 por cada 20 tomas de corriente de uso general. ƒ C8, circuito destinado a la instalación de calefacción eléctrica. ƒ C9, circuito destinado a la instalación de aire acondicionado. ƒ C10, circuito destinado a la instalación de una secadora. ƒ C11, circuito destinado a la alimentación del sistema de automatización, gestión técnica de la energía y de seguridad. ƒ C12, circuitos adicionales de cualquiera de los tipos C3 o C4 cuando se prevean, o un circuito adicional C5 cuando su número de tomas de corriente exceda de 6. En ambos tipos de electrificación se instalará un interruptor diferencial de intensidad 30 mA por cada cinco circuitos instalados, además de un interruptor general automático de intensidad nominal mínima de 25 A, independiente del ICP no pudiendo ser sustituido por este. En la siguiente tabla se especifican las características para cada circuito. Circuito de utilización Potencia prevista por toma(W) Factor simultaneidad Factor utilización Tipo de toma Interruptor automá-tico Máximo nº de puntos de utilización Sección mínima de conductores mm 2 Diámetro de tubo mm C1 iluminación 200 0,75 0,5 Punto de luz 10 30 1.5 16 C2 tomas de uso general 3.450 0,2 0,25 Base 16 A 2p+T 16 20 2.5 20 C3 cocina y horno 5.400 0,5 0,75 Base 25ª A 2p+T 25 2 6 25 C4 lavadora, lavavajillas y termo eléctrico 3.450 0,66 0,75 Base 16 A 2p+T(combi nadas con fusibles) 20 3 4 20 C5 baño 3.450 0,4 0,5 Base 16 A 2p+T 16 6 2.5 20 C8 calefacción 5.750 como máx. --- --- --- 25 --- 6 25 C9 aire acondiciona do 5.750 como máx. --- --- --- 25 --- 6 25 C10 secadora 3.450 1 0,75 Base 16 A 2p+T 16 1 2.5 20 C11 automatizaci ón 2.300 como máx. --- --- --- 10 --- 1.5 16 Figura 5.46. Tabla de las características de los circuitos en viviendas.
  • 66. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 64 5.13.1.2. Conductores Los conductores activos a utilizar serán de cobre, aislados y con una tensión nominal de 450/750V como mínimo. A su vez los conductores de protección serán también de cobre y se instalarán por la misma canalización que estos. Los conductores de la instalación deberán estar bien identificados mediante el color del aislamiento siendo el color negro, marrón o gris (normalmente para la tercera fase) para la fase y el color azul claro para el neutro. Al conductor de protección se le identificará mediante el doble color verde-amarillo. 5.13.1.3. Materiales aislantes En los conductores de baja tensión empleados en instalaciones interiores, los materiales aislantes más empleados son los que se indican a continuación: Plásticos: Policloruro de vinilo. Polietileno. Elastómeros: Caucho natural (goma). Poliscloropreno (neopreno). Polisobutileno-isopreno (caucho butílico). 5.13.2. Sistemas de instalación Los sistemas de instalación para estos conductores serán los siguientes: ƒ Instalaciones empotradas: ° Cables aislados bajo tubo flexible. ° Cables aislados bajo tubo curvable. ƒ Instalaciones superficiales: ° Cables aislados bajo tubo flexible. ° Cables aislados bajo tubo curvable. ° Cables aislados bajo tubo rígido.
  • 67. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 65 05 Figura 5.47. Tubos. 5.13.2.1. Elementos de instalación Los elementos que conforman una instalación son: ƒ Cajas de derivación. ƒ Interruptores. ƒ Puntos de luz. ƒ Tomas de corriente. Cajas de derivación Reglamentariamente está prohibido realizar empalmes y derivaciones en el interior de los tubos protectores para conductores eléctricos, por lo que son de uso imprescindible las cajas de derivación para dicho fin. Tanto en montajes empotrados como en los salientes deben usarse dichas cajas. Las siguientes figuras nos muestran dos cajas de estos tipos. Figura 5.48. Cajas de derivación.
  • 68. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 66 Estas cajas se construyen con diversos materiales, siendo los más importantes: ƒ Materiales plásticos. ƒ Chapa de acero. ƒ Fundición de aluminio. ƒ Fundición de hierro. Las primeras, que utilizan materiales como el nailon, neopreno, etc., son las más utilizadas en las derivaciones de instalaciones interiores de viviendas pues, además de sus excelentes propiedades aislantes, son resistentes a humedad, polvos, ácidos, etc. En cuanto a su forma, pueden ser redondas, cuadradas o rectangulares, según el número de conductores que hay que empalmar. Su montaje suele ser empotrado, y sus formas las que indica la figura que se muestra a continuación. Para conductores de pequeña sección se usan redondas; para secciones medias, cuadradas; y para grandes secciones, rectangulares. Las conexiones de los conductores en el interior de estas cajas se realizarán por medio de bornas (siguiente figura), pudiendo colocar, a su vez, en el interior de estas cajas elementos de protección, como fusibles, etc. Figura 5.49. Caja de derivación. La siguiente figura muestra una caja con bornas de conexión y cortacircuitos. Figura 5.50. Caja de derivación.
  • 69. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 67 05 Los demás elementos que integran las instalaciones domésticas se pueden clasificar principalmente en: ƒ Interruptores. ƒ Puntos de luz. ƒ Tomas de corriente (enchufes). Su constitución y características se exponen brevemente a continuación. Interruptores La distribución de estos elementos será lo más cercano a las puertas y en lugares de fácil localización. El número dependerá de si la luz es conmutada o luz simple. En el primer caso, serán necesarios dos conmutadores por punto de luz; y en el segundo, un solo elemento que pueda gobernar uno o más puntos de luz en derivación. Su colocación es generalmente en cajas empotradas, de características semejantes a las de derivación, aunque de formas diferentes pudiendo colocarse uno o varios dispositivos en cada caja. La siguiente figura muestra cada una de las partes de que consta este elemento. Figura 5.51. Interruptor. Puntos de luz Su número depende del grado de electrificación de la vivienda, como se detalló antes; ahora bien, en favor de la estética de la vivienda se suelen disponer también enchufes gobernados por interruptores para posible colocación de aparatos de luz decorativos. La instalación debe quedar terminada con un portalámparas, tipo baquelita, o semejante por cada punto de luz. Figura 5.52. Portalámparas.
  • 70. Formación Abierta Instalaciones eléctricas de baja tensión 68 Tomas de corriente También en el apartado mencionado anteriormente se especificó el número de tomas según el tipo de electrificación. Su colocación será en cajas empotradas, y su distribución, de forma ordenada, previendo la posible colocación de muebles. Figura 5.53. Enchufes.
  • 71. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 69 05 5.14. Cálculo de las instalaciones Para el cálculo de secciones de un conductor debemos partir de dos conceptos: 1. La caída de tensión máxima admisible según el circuito del que estamos calculando la sección. 2. La intensidad máxima admisible según REBT y el tipo de instalación del circuito. Una vez conocidos los datos necesarios, podemos establecer que para calcular la sección de los conductores deberemos observar así mismo, si la instalación es monofásica o trifásica. Cálculo de circuitos monofásicos Cálculo de circuitos trifásicos S = 2 L P K e V ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ S = L P K e V ⋅ ⋅ ⋅ Donde: S Sección en mm 2 . L Longitud del conductor en m. P Potencia en vatios. K Constante, para Cu 56 y Al 36. e Máximo de caída de tensión permitida en voltios. V Tensión de utilización en voltios. La intensidad máxima del circuito la calcularemos en función de la potencia del circuito y del tipo de instalación (monofásica o trifásica). Una vez calculada la intensidad máxima comprobaremos que la sección escogida es capaz de soportar la intensidad máxima del circuito, dicha intensidad máxima vendrá establecida en función de que el circuito se encuentre instalado de forma aérea o subterránea o se trate de una instalación interior. Una vez tenemos la sección a colocar comprobaremos que cumple las dos condiciones exigidas por el REBT.
  • 72.
  • 73. Electricidad Instalaciones eléctricas de baja tensión 71 05 • Resumen • Una red de distribución se encarga de repartir la energía eléctrica generada por las centrales y parques hasta los destinos de utilización. • La distribución de energía se puede realizar en serie o en derivación, siendo este último método el más utilizado. • Los grados de electrificación para las viviendas se clasifican en básica y elevada. • El cálculo de la sección de los conductores está determinado tanto por la caída de tensión admisible, como por las características del conductor utilizado. • La máxima caída de tensión permitida en el interior de una vivienda es del 3%. • La máxima caída de tensión admisible para línea general de alimentación será: ƒ 1% para contadores de forma individual. ƒ 0,5% para contadores de forma concentrada. • La máxima caída de tensión admisible para derivación individual será: ƒ 0,5% para contadores de forma individual. ƒ 1% para contadores de forma concentrada.