Tema 53 – Instalaciones eléctricas en viviendas – elementos componentes y su funcionamiento

I´ndice

3.1. Conductores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

3.2. Canalizaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

3.3. Cajas de conexio´ n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3.4. Mecanismos y puntos de consumo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3.5. Cuadro general de mando y proteccio´ n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3.5.1. Interruptor magnetote´rmico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3.5.2. Interruptor diferencial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3.5.3. Pequen˜ os interruptores automa´ticos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

3.6. Instalacio´ n de puesta a tierra. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

4. Circuitos caracter´ısticos. 9

4.1. Grados de electrificacio´ n. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

4.2. Previsio´ n de la potencia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

4.3. Nu´ mero de circuitos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

5. Bibliograf´ıa. 10

1. Introduccio´ n.

Hace poco ma´s de un siglo que existe el suministro ele´ctrico a las viviendas, y desde los inicios hasta ahora muchas cosas han cambiado:

Los materiales y caracter´ısticas te´cnicas usadas en las instalaciones.

La potencia.

El nu´ mero de aplicaciones de la electricidad.

El desarrollo te´cnico y legal de las instalaciones.

La instalacio´ n ele´ctrica en una vivienda tiene como finalidad suministrar adecuadamente energ´ıa ele´ctrica a dicha vivienda.

Para ello existen una serie de normas recogidas en el Reglamento Electrote´cnico de Baja Tensio´ n, aprobado en el REAL DECRETO 842/2002 del 2 de Agosto de 2002, acompan˜ ado con sus Instrucciones Te´cnicas Complementarias (ITC).

Las intalaciones en viviendas debera´n cumplir esta reglamentacio´ n con el fin de realizar un suministro seguro, adema´s de garantizar una cierta normalizacio´ n de las instalaciones.

La energ´ıa ele´ctrica se produce en centrales te´rmicas, nucleares, hidroele´ctricas, etc.., se eleva a alta tensio´ n, se transporta hasta la cercan´ıa de los nu´ cleos de poblacio´ n, se baja a media y posteriormente a baja tensio´ n y finalmente llega a los lugares de consumo.

El reglamento establece la siguiente clasificacio´ n de los lugares de consumo:

1. Edificios destinados principalmente a viviendas

2. Edificios comerciales o de oficinas

3. Edificios destinados a una industria espec´ıfica

4. Edificios destinados a una concentracio´ n de industrias

En nuestro caso nos interesa el primer tipo.

2. Instalaciones ele´ctricas en viviendas.

Una descripcio´ n de las instalaciones ele´ctricas en viviendas podr´ıa ser la siguiente:

Las viviendas, para obtener su energ´ıa ele´ctrica tienen que conectarse a la red ele´ctrica, la primera parte de la instalacio´ n ele´ctrica en viviendas es la acometida ; que es la parte de la instalacio´ n que enlaza con la red ele´ctrica, es propiedad de la compan˜´ıa suministradora y suele

haber una por cada edificio. La acometida esta´

constituida por cables conductores aislados,

normalmente son de aluminio, y su seccio´ n y nu´ mero dependera´ de las caracter´ısticas de carga de la instalacio´ n.

La caja general de proteccio´ n, es la caja que contiene los fusibles de proteccio´ n de la linea repartidora. Marca el l´ımite de propiedad entre la empresa y el usuario. Se coloca normalmente en la fachada del edificio.

La l´ınea repartidora es la conduccio´ n ele´ctrica que enlaza la caja general de proteccio´ n con la centralizacio´ n de contadores. Consta de tres cables de fase y uno neutro, suelen ser de cobre con aislamiento para 1000 V, y seccio´ n segu´ n la previsio´ n de carga del edificio. De la l´ınea repartidora se toma una fase y neutro para cada vivienda, se procura repartir las tres fases entre todas las viviendas, para as´ı no desequilibrar mucho el sistema.

Figura 1: Instalacio´ n de enlace para varios usuarios, con contadores centralizados.

Derivaciones individuales, son las l´ıneas que llevan la corriente ele´ctrica desde el contador de cada abonado hasta la vivienda de cada abonado. Normalmente se lleva por canalizaciones empotradas, aunque en ocasiones son canalizaciones superficiales.

La centralizacio´ n de contadores es el conjunto de equipos de medida, cada derivacio´ n in- dividual debera´ tener uno. El contador es el aparato encargado de medir y registrar el consumo de energ´ıa ele´ctrica. Para vivienda se usan contadores monofa´sicos de energ´ıa activa.

La derivacio´ n individual (fase+ neutro) llega hasta el limitador de potencia y posteriormente hasta el cuadro general de mando y proteccio´ n, cada vivienda cuenta con uno y es donde se instalan los elementos de proteccio´ n y mando de la instalacio´ n y se distribuye la corriente a los diversos circuitos con los que cuenta la vivienda.

3. Elementos componentes y su funcionamiento.

3.1. Conductores.

Los conductores y cables que se empleen en las instalaciones sera´n de cobre o aluminio y sera´n siempre aislados Son los elementos que transportan la corriente ele´ctrica de un lugar a otro de la vivienda (los cables), suelen ser de cobre recubierto con un aislante de color, el aislamiento de los conductores sera´ de 750 V como m´ınimo los r´ıgidos y 500 V los flexibles.

El color del aislamiento esta´ normalizado:

Los conductores de la instalacio´ n deben ser fa´cilmente identificables, especialmente por lo que respecta al conductor neutro y al conductor de proteccio´ n. Esta identificacio´ n se rea-

lizara´

por los colores que presenten sus aislamientos. Cuando exista conductor neutro en la

instalacio´ n o se prevea para un conductor de fase su pase posterior a conductor neutro, se iden- tificara´n e´stos por el color azul claro. Al conductor de proteccio´ n se le identificara´ por el color verde-amarillo. Todos los conductores de fase, o en su caso, aquellos para los que no se prevea su pase posterior a neutro, se identificara´n por los colores marro´ n o negro.

Neutro: azul

Fase: marro´ n, gris o negro

Proteccio´ n o tierra: amarillo y verde a rayas.

La seccio´ n de los conductores a utilizar se determinara´ de forma que la ca´ıda de tensio´ n entre el origen de la instalacio´ n interior y cualquier punto de utilizacio´ n sea, salvo lo prescrito en las Instrucciones particulares, menor del 3 % de la tensio´ n nominal para cualquier circuito interior de viviendas, y para otras instalaciones interiores o receptoras, del 3 % para alumbrado y del 5 % para los dema´s usos. Esta ca´ıda de tensio´ n se calculara´ considerando alimentados todos los aparatos de utilizacio´ n susceptibles de funcionar simulta´neamente.

La seccio´ n de los conductores depende del circuito al cual formen parte, as´ı podemos hacer la siguiente clasificacio´ n general:

1,5 mm2: Alumbrado

2,5 mm2: Tomas de corriente

4 mm2 : Lavadora y calentador ele´ctrico de agua

6 mm2 : Cocina, horno ele´ctrico, aparatos de calefaccio´ n y aire acondicionado.

3.2. Canalizaciones.

Es el conjunto de elementos por los que discurre el cableado de la vivienda, tienen como funcio´ n proteger los conductores de agentes externos, adema´s gu´ıan el cableado desde una caja de conexio´ n a otra.

Podemos distinguir entre dos tipos principales:

1. Canalizaciones empotradas, esta´n formadas por tubos huecos flexibles de PVC, los hay de diferente taman˜ o y tienen las ventajas de que son baratos y no son propagadores de llama. Se instalan en obra empotrados en las paredes de la vivienda.

2. Canalizaciones exteriores, esta´n formadas por tubos r´ıgidos, bien meta´licos o bien de PVC, discurren por la parte exterior de las paredes y van sujetas con abrazaderas y torni- llos.

3.3. Cajas de conexio´ n.

Las cajas de conexio´ n cumplen dos funciones importantes:

1. Facilitan la introduccio´ n y retirada de los conductores.

2. Sirven al mismo tiempo como cajas de empalme y derivacio´ n.

Las hay empotradas en la pared o exteriores, y suelen ser de pla´stico.

Las conexiones entre conductores se realizara´n en el interior de las cajas apropiadas de material aislante. En ningu´ n caso se permitira´ la unio´ n de conductores por simple retorcimiento y arrollamiento de los conductores, sino utilizando bornes de conex´ıon adecuados, sin que este´n sometidas a esfuerzos meca´nicos.

3.4. Mecanismos y puntos de consumo.

Los mecanismos son los puntos de mando que permiten encender o apagar los circuitos de alumbrado, son los interruptores y conmutadores. Se colocan empotrados en la pared o en superficie. El la Figura 3 se pueden observar circuitos para encendido de alumbrado desde uno, dos y tres puntos respectivamente.

Figura 2: Circuitos para alumbrado.

Los puntos de consumo son los llamados comu´ nmente enchufes, esta´n destinados a alum- brado o a alimentacio´ n de electrodome´sticos.

Un enchufe de alumbrado se utiliza u´ nicamente para conectar aparatos de pequen˜ o consumo, como la´mparas y pequen˜ os electrodome´sticos. Este tipo de enchufe cuentan con fase y neutro. el enchufe para electrodome´sticos se utiliza para consumos de mayor potencia, lavadoras, cocinas, calentadores, etc.. ; adema´s de contar con los conductores fase y neutro llevan una conexio´ n a tierra para evitar accidentes. Hay dos variantes aconsejadas segu´ n sea para consumo

moderado 10-16 A o de 25 A para horno y cocina.

El Reglamento Electrote´cnico de Baja Tensio´ n, especifica volu´ menes de prohibicio´ n y de proteccio´ n para la colocacio´ n de tomas de corriente o puntos de alumbrado cerca de las ins- talaciones con agua, ban˜ era, duchas, lavabos, etc… Estas prescripciones, por supuesto, son de obligado cumplimiento por parte del instalador.

Figura 3: Tipos de tomas de corriente.

3.5. Cuadro general de mando y proteccio´ n.

El cuadro general se situara´ a la entrada de la vivienda y en el se instalara´n los interrupto- res automa´ticos y el dispositivo de proteccio´ n contra contactos indirectos. Este mismo cuadro dispondra´ de un borne para la conexio´ n de los conductores de proteccio´ n (tierra) con la linea exterior de tierra.

En viviendas, se colocara´ una caja para el interruptor de control de potencia, inmediatamente antes de los dema´s dispositivos, en compartimento independiente y precintable. Dicha caja se podra´ colocar en el mismo cuadro donde se coloquen los dispositivos generales de mando y proteccio´ n.

Los dispositivos individuales de mando y proteccio´ n de cada uno de los circuitos, que son el origen de la instalacio´ n interior, podra´n instalarse en cuadros separados y en otros lugares.

Figura 4: Cuadro general de mando y proteccio´ n.

El interruptor general automa´tico es de corte omnipolar, es decir abre y cierra todos los polos a la vez y sirve para proteger la instalacio´ n contra sobrecargas y cortocircuitos (proteccio´ n magnetote´rmica). Tambie´n se utilizara´ como interruptor general de la vivienda.

Los dispositivos generales e individuales de mando y proteccio´ n sera´n, como m´ınimo:

Un interruptor general automa´tico de corte omnipolar, que permita su accionamiento ma- nual y que este´ dotado de elementos de proteccio´ n contra sobrecarga y cortocircuitos. Este interruptor sera´ independiente del interruptor de control de potencia.

Un interruptor diferencial general, destinado a la proteccio´ n contra contactos indirectos de todos los circuitos.

Dispositivos de corte omnipolar, destinados a la proteccio´ n contra sobrecargas y cortocir- cuitos de cada uno de los circuitos interiores de la vivienda o local.

Figura 5: Esquema del cuadro general de mando y proteccio´ n.

Dispositivo de proteccio´ n contra sobretensiones, segu´ n ITC-BT-23, si fuese necesario.

3.5.1. Interruptor magnetote´rmico.

Funcionamiento:

El interruptor magnetote´rmico protege la instalacio´ n contra sobrecargas y cortocircuitos, mediante dos mecanismos uno magne´tico y otro te´rmico.

El contacto del interruptor es un contacto mo´ vil unido a un resorte, cuando se arma el interruptor este queda enganchado mediante un mecanismo.

El dispositivo de control magne´tico consiste en que se enrolla el conductor sobre un nu´ cleo ferromagne´tico, de manera que cuando aumenta la intensidad que circula por el conductor el electroima´n formado tiene la fuerza suficiente para mover una patilla meta´lica y liberar el me- canismo que sujeta el contacto mo´ vil.

En el dispositivo te´rmico, el mismo conductor se pone en contacto con una placa bimeta´lica, cuando por efecto del paso de corriente se calienta mucho el conductor, este calor es transmitido a la placa bimeta´lica, la cual se deforma por efecto de la diferente dilatacio´ n de los dos metales, as doblarse contacta con una patilla que libera el mecanismo que sujeta al contacto mo´ vil.

El dispositivo magne´tico actu´ a cuando se produce un cortocircuito en la instalacio´ n. El dispositivo te´rmico actu´ a cuando esta´mos consumiendo una potencia superior a la que permite el circuito.

3.5.2. Interruptor diferencial.

Esta´ destinado a la proteccio´ n de las personas y animales contra contactos indirectos. Se recomienda que sea de alta sensibilidad 30mA.

Funcionamiento:

En condiciones normales, la corriente de entrada es igual a la de salida, por lo tanto al ser la diferencia nula el rele´ no actu´ a y el contacto mo´ vil se mantiene cerrado.

Cuando hay un contacto indirecto, parte de la corriente se deriva a tierra a trave´s de la persona o el animal, por lo tanto habra´ una diferencia en la corriente que circula por los dos conductores, ahora el campo magne´tico creado por los dos conductores no sera´ igual y no se

Figura 6: Esquema del interruptor diferencial.

anulara´, este campo magne´tico provoca una corriente en el bobinado fino, provocando que actu´ e el rele´ y abra los contactos del diferencial.

Los contactos indirectos se producen cuando accidentalmente un conductor activo transmite la corriente al chasis meta´lico de un electrodome´stico, si alguien toca este chasis la corriente se deriva a trave´s de e´l. Esta tambie´n es la razo´ n de la existencia del conductor de tierra o de proteccio´ n, que se conecta a la carcasa de los electrodome´sticos.

3.5.3. Pequen˜ os interruptores automa´ ticos.

Los dispositivos de proteccio´ n contra sobrecargas y cortocircuitos de los circuitos interiores sera´n de corte omnipolar y tendra´n los polos protegidos que corresponda al nu´ mero de fases del circuito que protegen. Sus caracter´ısticas de interrupcio´ n estara´n de acuerdo con las corrientes admisibles de los conductores del circuito que protegen.

Son interruptores de tipo magnetote´rmico, pero en este caso protegen individualmente con- tra cortocircuitos y sobrecargas cada circuito de la instalacio´ n de la vivienda. La potencia de estos interruptores esta´ dimensionada segu´ n la seccio´ n y la utilidad del circuito al cual prote- gen.

3.6. Instalacio´ n de puesta a tierra.

Las puestas a tierra se establecen principalmente con objeto de limitar la tensio´ n que, con respecto a tierra, puedan presentar en un momento dado las masas meta´licas, asegurar la actua- cio´ n de las protecciones y eliminar o disminuir el riesgo que supone una aver´ıa en los materiales ele´ctricos utilizados.

La puesta o conexio´ n a tierra es la unio´ n ele´ctrica directa, sin fusibles ni proteccio´ n alguna, de una parte del circuito ele´ctrico 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 instalacio´ n de puesta a tierra se debera´ conseguir que en el conjunto de instalaciones, edificios y superficie pro´ xima 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 atmosfe´rico.

El tipo y la profundidad de enterramiento de las tomas de tierra deben ser tales que la posible pe´rdida de humedad del suelo, la presencia del hielo u otros efectos clima´ticos, no aumenten la resistencia de la toma de tierra por encima del valor previsto. La profundidad nunca sera´ inferior a 0,50 m. Los materiales utilizados y la realizacio´ n de las tomas de tierra deben ser tales que no se vea afectada la resistencia meca´nica y ele´ctrica por efecto de la corrosio´ n de forma que comprometa las caracter´ısticas del disen˜ o de la instalacio´ n Las canalizaciones meta´licas de otros

servicios (agua, l´ıquidos o gases inflamables, calefaccio´ n central, etc.) no deben ser utilizadas como tomas de tierra por razones de seguridad.

4. Circuitos caracter´ısticos.

El nu´ mero de circuitos en una vivienda dependera´ del grado de electrificacio´ n de la misma. El Reglamento Electrote´cnico de Baja Tensio´ n, en la ITC-BT-25, establece unos grados t´ıpicos de electrificacio´ n, y el nu´ mero de circuitos con el que debe contar la vivienda.

4.1. Grados de electrificacio´ n.

1. Electrificacio´ n ba´sica

Es la necesaria para la cobertura de las posibles necesidades de utilizacio´ n primarias sin necesidad de obras posteriores de adecuacio´ n. Debe permitir la utilizacio´ n de los aparatos ele´ctricos de uso comu´ n en una vivienda.

2. Electrificacio´ n elevada Es la correspondiente a viviendas con una previsio´ n de utiliza- cio´ n de aparatos electrodome´sticos superior a la electrificacio´ n ba´sica o con previsio´ n de utilizacio´ n de sistemas de calefaccio´ n ele´ctrica o de acondicionamiento de aire o con su- perficies u´ tiles de´ la vivienda superiores a 160 m2, o con cualquier combinacio´ n de los casos anteriores.

4.2. Previsio´ n de la potencia.

El promotor, propietario o usuario del edificio fijara´ de acuerdo con la Empresa Suminis- tradora la potencia a prever, la cual, para nuevas construcciones, no sera´ inferior a 5750 W a

230 V, en cada vivienda, independientemente de la potencia a contratar por, cada usuario, que dependera´ de la utilizacio´ n que e´ste haga de la instalacio´ n ele´ctrica.

En las viviendas con grado de electrificacio´ n elevada, la potencia a prever no sera´ inferior a

9200 W.

En todos los casos, la potencia a prever se correspondera´ con la capacidad ma´xima de la instalacio´ n, definida e´sta por la intensidad asignada del interruptor general automa´tico, segu´ n se indica en la ITC-BT-25.

4.3. Nu´ mero de circuitos.

Los tipos de circuitos independientes sera´n los que se indican a continuacio´ n y estara´n pro- tegidos cada uno de ellos por un interruptor automa´tico de corte omnipolar con accionamiento manual y dispositivos de proteccio´ n contra sobrecargas y cortocircuitos con una intensidad asig- nada segu´ n su aplicacio´ n e indicada en el apartado 3.

Electrificacio´ n ba´sica.

C1 circuito de distribucio´ n interna, destinado a alimentar los puntos de iluminacio´ n.

C2 circuito de distribucio´ n interna, destinado a tomas de corriente de uso general y fri- gor´ıfico.

C3 circuito de distribucio´ n interna, destinado a alimentar la cocina y horno.

C4 circuito de distribucio´ n interna, destinado a alimentar la lavadora, lavavajillas y termo ele´ctrico.

C5 circuito de distribucio´ n interna, destinado a alimentar tomas de corriente de los cuar- tos de ban˜ o, as´ı como las bases auxiliares del cuarto de cocina.

Electrificacio´ n elevada.

Es el caso de viviendas con una previsio´ n importante de aparatos electrodome´sticos que obligue a instalar mas de un circuito de cualquiera de los tipos descritos anteriormente, as´ı como con previsio´ n de sistemas de calefaccio´ n ele´ctrica, acondicionamiento de aire, automatizacio´ n, gestio´ n te´cnica de la energ´ıa y seguridad o con superficies u´ tiles de las viviendas superiores a 160 m2. En este caso se instalara´, adema´s de los correspondientes a la electrificacio´ n ba´sica, los siguientes circuitos:

C6 Circuito adicional del tipo C1, por cada 30 puntos de luz.

C7 Circuito adicional del tipo C2, por cada 20 tomas de corriente de uso general o si la superficie u´ til de la vivienda es mayor de 160 m2.

C8 Circuito de distribucio´ n interna, destinado a la instalacio´ n de calefaccio´ n ele´ctrica, cuando existe previsio´ n de e´sta.

C9 Circuito de distribucio´ n interna, destinado a la instalacio´ n aire acondicionado, cuando existe previsio´ n de e´ste.

C10 Circuito de distribucio´ n interna, destinado a la instalacio´ n de una secadora indepen- diente.

C11 Circuito de distribucio´ n interna, destinado a la alimentacio´ n del sistema de automa- tizacio´ n, gestio´ n te´cnica de la energ´ıa y de seguridad, cuando exista previsio´ n de e´ste.

C12 Circuitos adicionales de cualquiera de los tipos C3 o C4, cuando se prevean, o cir- cuito adicional del tipo C5, cuando su nu´ mero de tomas de corriente exceda de 6.

5. Bibliograf´ıa.

Reglamento Electrote´cnico de Baja Tensio´ n. Aprobado el 2 de Agosto de 2002.

Instrucciones Te´cnicas Complementarias.