INDICE
INTRODUCCIÓN
1. ELEMENTOS COMPONENTES Y SU FUNCIONAMIENTO
1.1. INSTALACIONES DE ENLACE (ELEMENTOS PREVIOS)
1.2. ELEMENTOS DE CONTROL Y PROTECCIÓN
1.3. INSTALACIÓN INTERIOR DE LA VIVIENDA (CIRCUITOS)
2. CIRCUITOS CARACTERÍSTICOS
2.1. CIRCUITOS CARACTERÍSTICOS SEGÚN EL GRADO DE ELECTRIFICACIÓN.
2.2. DISTRIBUCIÓN DE LOS PUNTOS SEGÚN EL GRADO DE ELECTRIFICACIÓN
2.3. CONDICIONES TÉCNICAS DE LA INSTALACIÓN
INTRODUCCIÓN
Es evidente, que en la construcción de cualquier edificio hoy en día, por muy diversa que sea su utilización, la instalación eléctrica representa una necesidad, como dotación energética a dicho edificio, que permita, la utilización de sistemas de alumbrado, de modernos sistemas industriales como, elevación y transporte interior, técnicas del frío y calor, etc. y si el edificio está destinado a viviendas, podemos decir que la Instalación Eléctrica completa su habitabilidad, permitiendo su iluminación, climatización, uso de electrodomésticos, etc.
En lo que se refiere a las viviendas, la instalación eléctrica de alumbrado, llevará su disposición a todos los puntos de luz que permitan la perfecta iluminación del edificio con arreglo a todas las técnicas desarrolladas en él, atendiendo a consideraciones de trabajo, de funcionalidad, de prevención de necesidades y de estética que en su conjunto permitan un cierto grado de confort.
La instalación de fuerza, desarrollará, hasta cada punto donde sea necesario, su alcance, que permita la utilización de cualquier técnica industrial, aplicada al logro del grado de confort deseado, (ascensores, climatización, máquinas, etc.) y además el emplazamiento dentro de la vivienda, de todas las máquinas de uso racional que faciliten las tareas y labores domésticas (electrodomésticos), buscando siempre en el diseño de la instalación, las distancias más cortas y los puntos más accesibles, pensando siempre en la fácil inspección y acceso a la misma.
El Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (R.B.T), establece en sus instrucciones las condiciones de las instalaciones eléctricas, en cuanto a seguridad de personas y cosas, calidad, normalización y mejora del rendimiento económico.
Según esta normativa, en viviendas se contemplan 4 niveles o grados de electrificación:
§ Mínimo
§ Medio
§ Elevado
§ Especial
1. ELEMENTOS COMPONENTES Y SU FUNCIONAMIENTO
Los elementos que componen las instalaciones en viviendas los podemos agrupar en:
1.1. Elementos previos a la instalación, o instalaciones que enlazan la red con la vivienda.
1.2. Elementos de control y protección de cada vivienda.
1.3. Circuitos de cada vivienda.
1.1 INSTALACIONES DE ENLACE (ELEMENTOS PREVIOS)
En todo edificio destinado a viviendas hay unos elementos previos a la instalación de cada vivienda, los cuales unen la red de distribución de la Empresa Suministradora y las instalaciones interiores o del abonado.
Estos elementos son los siguientes:
~ Acometida: es el punto de entrega de energía eléctrica por parte de la Compañía Distribuidora, al edificio receptor. Para viviendas suele ser en Baja Tensión y puede ser de dos tipos: Aérea o Subterránea.
Si el edificio demanda una previsión de potencia superior a 50 kVA, se podrá acometer en Alta Tensión, disponiéndose de un local con un Centro de Transformación.
~ Caja General de Protección (C.G.P): Aloja los elementos de protección de la línea repartidora. Situada normalmente en la fachada del inmueble o lugares de uso común, de libre y fácil acceso. Existirá una caja por cada línea repartidora independiente, y por lo general cada 150 kW o fracción de potencia.
~ Línea Repartidora: Enlaza la C.G.P con los contadores de energía consumida. Constará de 3 conductores de Fase, uno de Neutro y uno de Protección. Está vinculada a la disposición de los contadores, quedando actualmente casi anulada debido a la centralización modular de contadores, incluyendo la CGP, donde queda sustituida por un simple embarrado de conexiones. Normalmente en este embarrado se sitúa un fusible de seguridad por cada hilo de fase o activo que va al contador. La carga máxima a transportar por esta línea es de 150 kW o 240 kW si se alimenta directamente de un Centro de Transformación.
~ Contabilización de consumos: Es realizado por el contador eléctrico, el cual nos mide la potencia eléctrica consumida por unidad de tiempo (kW-h) por un usuario concreto, y es el medio por el cual la Compañía Distribuidora, en función de unas tarifas cobra dicha energía consumida. Los contadores es obligatorio que estén centralizados en un cuarto de fácil y libre acceso, o para viviendas unifamiliares en la obra de fábrica de la valla y siempre según las normas del R.B.T y de la Compañía Eléctrica.
De todos los tipos de contadores que hay, el más utilizado, casi genéricamente, es el motor elemental de inducción, cuyo principio de funcionamiento es el de un watímetro:
Composición y funcionamiento de un contador o watímetro:
a) Circuito magnético de tensión o bobina voltimétrica.
b) “ “ de intensidad o bobina amperimétrica.
c) Disco giratorio de aluminio.
d) Dispositivo de frenado.
e) Dispositivo contador numérico o totalizador.
Al pasar la corriente eléctrica por las bobinas amperimétrica (colocada en serie) y voltiamperimétrica (colocada en paralelo), produce 2 campos magnéticos alternativos y desfasados entre sí que, juntamente con la inducción en el disco, produce un par de giro que hace que el disco se ponga a girar; el giro de éste disco actúa a través de un tornillo sin fin a un integrador, mediante una rueda dentada la cual actúa sobre un contador numérico totalizador, el cual responde con una unidad del contador cada vez que el disco dé un Nº de revoluciones prefijadas.
(Como la velocidad de giro del disco es proporcional al campo magnético producido por las dos bobinas, depende del producto E x I x cos f y depende también de la frecuencia de corriente).
El dispositivo de frenado está formado por un imán permanente, cuya misión es frenar al disco con una fuerza proporcional a su velocidad.
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~ Interruptor de Control de Potencia (ICP): se sitúan donde indique la Compañía Distribuidora, siendo lo normal colocarlo centralizado junto con el contador (después de éste) y alojado en una caja normalizada, precintado y cómodamente accesible desde el suelo. Consiste en un interruptor automático magnetotérmico unipolar, que se dispara cuando la potencia absorbida por la instalación supera la contratada; forma parte del equipo de medida de la Compañía, con lo que se asegura que la potencia que consume el usuario no excede de la que ha contratado.
~ Derivaciones Individuales: Es la línea que enlaza el contador de cada abonado con los dispositivos privados de mando y protección, no permitiéndose el empleo de un neutro común para distintos abonados. Éstas derivaciones discurren por lugares de uso común del edificio.
Podrán realizarse de las siguientes formas:
a) Por conductores aislados, en el interior de tubos empotrados.
b) Idem, en el interior de tubos en montaje superficial.
c) Por canalizaciones prefabricadas
d) Por conductores aislados con cubierta metálica en montaje superficial.
e)
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En la figura vemos el sistema de centralización mediante unos elementos modulares prefabricados con envolventes aislantes y transparentes en su frente y cuya disposición es la siguiente: 1º una CGP con sus fusibles generales, a continuación, un embarrado general donde se colocan los fusibles de seguridad, después, los módulos de medida y a continuación los ICP, terminando en otro embarrado general de protección, en los correspondientes bornes de salida.
1.2 ELEMENTOS DE CONTROL Y PROTECCIÓN
Con las Derivaciones Individuales llegamos al Cuadro de distribución, que es donde empieza la instalación eléctrica de la vivienda y en cuyo interior se alojan todos los dispositivos de seguridad, de protección y de distribución de la instalación interior de la vivienda. Se colocará en el origen de la misma (dentro de la vivienda) y lo más cerca posible del punto de alimentación, normalmente en la entrada o vestíbulo (o cocinas, pero nunca en habitaciones vivideras).
El instalador colocará, sobre el cuadro de distribución, una placa metálica impresa en la que conste: su nombre o razón comercial, fecha en que se realizó la instalación y grado de electrificación.
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En este cuadro se instalará:
ü Un Interruptor General Automático (IGA), de corte omnipolar, que tenga accionamiento manual y dispositivos de protección contra sobrecargas y cortocircuitos (protección magnetotérmica). Tendrá la capacidad de corte suficiente para la intensidad de cortocircuito que pueda producirse en el punto de su instalación y se utilizará como desconectador general de la vivienda.
Funcionamiento de un Interruptor Automático: en general un Interruptor Automático es un elemento de protección de los circuitos eléctricos, produciendo la desconexión automática cuando las condiciones de tensión o intensidad del circuito adquieran valores fuera de los considerados admisibles.
Los hay de mínima tensión, que se desconectan al bajar la tensión un % por debajo de la de servicio (generalmente para protección de líneas de motores), sin embargo los más frecuentes son los de máxima (tensión o intensidad) que actúan automáticamente al sobrepasar los límites de regulación, alcanzando una gran aplicación los limitadores de intensidad, que actúan en las sobrecargas y en los cortocircuitos.
Los interruptores automáticos están provistos de 2 sistemas de protección: Térmico y Magnético.
El sistema de protección térmico está formado por una lámina bimetálica, a través de la cual pasa la corriente del circuito. Cuando esté sobrecargado durante un determinado tiempo, el calor desarrollado en el bimetal hace que éste se deforme y provoque la desconexión.
El sistema de protección magnético está compuesto por una bobina, a través de la cual pasa la corriente del circuito. Cuando se produce una sobreintensidad, la bobina actúa creando un campo magnético en el arrollamiento del interruptor que, al atraer un núcleo, produce el disparo del interruptor.
Si la sobreintensidad es debida a una sobrecarga, se dispara por efecto térmico y si es debida a un cortocircuito, se dispara por efecto electromagnético. El interruptor automático, pues, protege la instalación contra sobrecargas prolongadas y contra cortocircuitos.
Las características que definen a los interruptores automáticos son: la Intensidad nominal; la Tensión; la Capacidad de corte; los límites de regulación y el nº de polos.
ü Un Interruptor diferencial para protección de contactos indirectos y corrientes derivadas. Se recomienda que sea de alta sensibilidad (30 mA). Lleva un botón de prueba para comprobar su eficacia.
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Funcionamiento: Se trata de un interruptor, provisto de un dispositivo que ejecuta la desconexión del circuito averiado al producir una derivación a tierra. Contiene un transformador de intensidad que abraza todos los conductores (incluido el neutro), un disparador y un mecanismo de conexión. En la instalación sin defecto la suma de las intensidades que entran es igual a las que salen (ley de Kirchoff). En el caso de una derivación a tierra se rompe este equilibrio. El transformador de intensidad es excitado y se origina una tensión en su arrollamiento secundario, lo cual actúa sobre el disparador que efectúa la desconexión.
ü Varios Pequeños Interruptores Automáticos (PIA) (magnetotérmicos) para proteger cada uno de los circuitos independientes contra sobrecargas y cortocircuitos. Normalmente son bipolares y están dimensionados según la sección y la utilidad del circuito que protege.
Funcionamiento: Igual que el interruptor general automático.
ü Un borne de conexión de los conductores de protección.
1.3 INSTALACIÓN INTERIOR DE LA VIVIENDA (CIRCUITOS)
Son las derivaciones individuales de abonado que, partiendo del Cuadro General de Distribución, enlazan con todos los receptores de la instalación, fundamentalmente, a través de puntos de luz y de enchufe.
Cada circuito estará protegido por su correspondiente PIA, dimensionando la sección de los conductores y el PIA según la intensidad que se supone que absorberán los receptores y la caída de tensión máxima admisible que permite el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (RBT) que es del 1,5%.
Las tensiones de utilización, no serán superiores a 250 v. con relación a tierra, permitiéndose en casos excepcionales el uso de tensiones superiores si existen receptores que así lo exijan.
Los circuitos están compuestos por conductores, dispositivos de mando y receptores:
1. Conductores: serán de cobre y tendrán una tensión nominal de aislamiento de 750 V. si son rígidos o 440 V. si son flexibles. Las secciones mínimas utilizadas son:
ü Alumbrado: 1,5 mm2
ü Tomas de corriente en viviendas con grado de electrificación mínimo: 1,5 mm2
ü Idem con grado de elec. Medio y levado: 2,5 mm2
ü Circuito de alimentación de lavadora y calentador de agua: 4 mm2
ü C. a cocina, frigorífico y secador: 6 mm2
ü Toma de corriente de calefacción y/o aire acondicionado: 6 mm2
Se debe disponer de una toma de tierra de protección, de cobre y de sección adecuada según el cálculo.
Los conductores se identificarán normalmente por los colores de sus aislamientos, que son:
ü Azul: Neutro
ü Amarillo-Verde: el de Protección.
ü Negro, Marrón y Gris: de Fase.
2. Sistemas de instalación de los conductores: En viviendas se podrán realizar de las siguientes formas:
a) Conductores aislados bajo tubo, en montaje empotrado o superficial
b) Cond. aislados, bajo molduras o rodapiés.
c) Cond. aislados, en el interior de huecos de la construcción.
d) Cond. aislados instalados directamente bajo enlucidos (sólo con grado de electrificación mínimo).
La forma a) es la más utilizada. Cada tubo debe proteger, circuitos distintos, pero si por un mismo tubo discurren varios circuitos diferentes, se cumplirán ciertas condiciones según el RBT. Las conexiones entre conductores se harán en el interior de cajas apropiadas, con bornes de conexión regletas, no permitiéndose la unión por simple retorcimiento o enrollamiento.
3. Dispositivos de mando: Son los accesorios eléctricos que se utilizan para conectar o desconectar una parte fija de la instalación (lámparas, etc.). Entre ellos se encuentran:
§ El Interruptor conecta o interrumpe la corriente eléctrica permanentemente desde un solo punto.
§ El pulsador la conecta o desconecta mientras se mantenga pulsado (timbre).
§ Los conmutadores permiten la conexión o desconexión desde varios puntos.
4. Receptores: Son los destinatarios finales de la corriente transportada. Se agrupan por circuitos:
§ Alumbrado
§ Tomas de corriente de otros usos (T.V, videos, etc)
§ Lavadora y calentador de agua.
§ Cocina eléctrica
§ Calefacción y/o A.A.
Deben cumplir ciertas condiciones:
– Las tomas de corriente, en una misma habitación, deben estar conectadas a la misma fase, a ser posible.
– En los cuartos de baño se respetarán el volumen de protección y el de prohibición.
– El Volumen de prohibición es aquel limitado por planos verticales tangentes a los bordes exteriores de la bañera o ducha, y los horizontales constituidos por el suelo y por un plano situado a 2,25 m por encima del fondo de aquellos.
En éste no se instalarán interruptores, tomas de corriente ni aparatos de iluminación. Se admiten por encima de este volumen, conductores de mando de sonería accionados por un cordón o cadena de material aislante no higroscópico.
– Volumen de protección es el comprendido entre los mismos planos horizontales señalados para el de prohibición y otros verticales situados a 1 m de los del citado volumen.
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En él no se instalarán interruptores pero podrán instalarse tomas de corriente de seguridad, aparatos de alumbrado de instalación fija. Se admiten también los radiadores eléctricos de calefacción, con elementos de caldeo protegidos, siempre que su instalación sea fija, estén conectados a tierra y se haya establecido una protección exclusiva para estos radiadores a base de interruptores diferenciales de alta sensibilidad, estando el interruptor de maniobra fuera del volumen de protección.
2. CIRCUITOS CARACTERÍSTICOS
Dentro de una vivienda hay una serie de circuitos que son los que caracterizan la instalación, y suelen variar en función del grado de electrificación de la vivienda, así de entre los circuitos característicos tendremos:
– Circuito de alumbrado
– Circuito de tomas de corriente de varios usos
– Circuito de lavadora
– Circuito de cocina eléctrica
– Etc.
A continuación veremos qué circuitos son los que les corresponden a las viviendas, según su grado de electrificación:
2.1 CIRCUITOS CARACTERÍSTICOS SEGÚN EL GRADO DE ELECTRIFICACIÓN.
El grado de electrificación de una vivienda determina la capacidad y calidad de la instalación y por tanto condiciona el nivel de confort de la vivienda. Depende de la superficie de ésta y con un mínimo de acuerdo con las siguientes especificaciones:
D Electrificación Mínima: Para viviendas de hasta 80 m2. Previsión de demanda máxima total de 3.000 w. Permite la utilización de alumbrado, lavadora sin calentador eléctrico de agua incorporado, nevera, plancha, radio, T.V y pequeños electrodomésticos. Dispone de 2 Circuitos:
1. Destinado a puntos fijos de luz y tomas de corriente para alumbrado (1,5 mm2).
2. Puntos de enchufe de fuerza (1,5 mm2).
D Electrificación Media: Para viviendas hasta 150 m2. Previsión de demanda máxima total de 5.000 w. Permite la instalación de alumbrado, cocina eléctrica, cualquier tipo de lavadora, calentador de agua, nevera, plancha, radio, T.V y pequeños electrodomésticos. Dispone de 4 circuitos:
1. Puntos fijos de luz y toma de corriente de alumbrado (1,5 mm2)
2. Circuito destinado a lavadora con calentador y secador (4 mm2)
3. Circuito destinado a cocina 6 mm 2.
4. Circuito para puntos de enchufe fuerza (2,5 mm2).
D Electrificación Elevada: Para viviendas hasta 200 m2. Previsión de demanda máxima total de 8.000 w. Permite la instalación de todos los elementos de electrificación media, más un sistema de calefacción eléctrica y otro de aire acondicionado. Dispone de 6 circuitos:
1. y 2. 2 Circuitos para puntos fijos de luz y toma de corriente y alumbrado (1,5 mm2)
3. Circuito destinado a lavadora, calentador y secador (4 mm2)
4. Circuito destinado a cocina 6 mm 2.
5. y 6. 2 circuitos para tomas de corriente de fuerza (2,5 mm2).
D Electrificación especial: viviendas con más de 200 m2 y para aquellos casos en que, por circunstancias especiales de la vivienda o local, precise una previsión de cargas superior a los 8.000 w y en éste caso queda supeditado a cada circunstancia particular.
2.2 DISTRIBUCIÓN DE LOS PUNTOS SEGÚN EL GRADO DE ELECTRIFICACIÓN
A la hora de diseñar y realizar una instalación se tienen que distribuir los puntos de consumo de energía eléctrica según las necesidades y utilización de cada habitación, analizando una a una, buscando los puntos más cómodos y adecuados de emplazamiento de receptores y mecanismos.
Según el grado de electrificación de cada vivienda la distribución será, como mínimo, la siguiente:
ã E. Mínima:
– Cuartos de estar: 1 pto. de luz y 1 toma de corriente por cada 5 m2.
– Dormitorios: 1 pto. de luz y 2 tomas de corriente de 10 A.
– Cocina: 1 pto. de luz y 3 tomas de corriente de 10 A. con toma de tierra
– Baño o aseo: 1 pto. de luz y toma de corriente de 10 A. con T.T.
– Vestíbulo: 1 pto. de luz y toma de corriente de 10 A.
– Pasillos: 1 pto. de luz.
ã E. Media:
– Cuartos de estar: 1 pto. de luz y 1 toma de corriente cada 6 m2 y de las cuales una como mínimo de 10 A.
– Dormitorios: 1 pto. de luz y 3 tomas de corriente de 10 A.
– Cocina: 1 ó 2 ptos. de luz, 2 tomas de corriente de 10 A., otra de 16 A. para lavadora automática y otra de 25 A. para cocina eléctrica. Todas con toma de tierra.
– Baño o aseo: 1 pto. de luz, toma de corriente con toma de tierra y si se prevé la lavadora automática una toma de corriente de 16 A. también con T.T.
– Vestíbulo: 1 pto. de luz y una toma de corriente de 10 A. por cada 12 m2
– Pasillos: 1 pto. de luz por cada 5 m de longitud.
ã E. Elevada:
– En este sistema se prevé el mismo reparto de habitaciones que en el grado de electrificación media, más las tomas de corriente para los radiadores de calefacción y los acondicionadores de aire, allí en los puntos donde vayan colocados con sus correspondientes T.T.
ã E. Especial:
– Según cada caso particular.
2.3 CONDICIONES TÉCNICAS DE LA INSTALACIÓN
Las condiciones técnicas que debe cumplir la instalación eléctrica, son rigurosamente importantes para el correcto funcionamiento de la instalación y además exigidas en su conjunto ya que el incumplimiento de alguna de ellas, es suficiente para que el conjunto no funcione, o lo haga deficientemente.
Entre las más importantes destacaremos las siguientes:
a) Posibilidad absoluta de permitir el paso de la intensidad necesaria en cada circuito, con arreglo a los consumos de los receptores instalados, sin que se resienta la instalación de una caída de tensión por encima del valor admisible o de un calentamiento de los conductores anormal.
b) Nivel de aislamiento de conductores y mecanismos acorde con la tensión de utilización y con los riesgos de seguridad que en cada caso demande la instalación.
c) Dotación de los sistemas de protección contra riesgos de cortocircuitos y sobreintensidades que se puedan producir en toda la instalación, no dejando de proteger ningún punto de la instalación directa o indirectamente.
d) Cumplimiento estricto de toda la normativa de seguridad, para evitar los posibles accidentes del usuario de la instalación, utilizando todas las posibilidades de las más modernas tecnologías en material eléctrico.
e) Adecuación del nivel o grado de electrificación acorde con la potencia instalada, evitando grandes diferencias entre ambos conjuntos.
f) Previsión futurista de la instalación que permita posibilidad material de ampliación, evitando el cerramiento inamovible del conjunto de la instalación, fundamentalmente en los circuitos o líneas de carácter general y principales.