1. INTRODUCCIÓN.
2. INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN VIVIENDAS.
3. ELEMENTOS COMPONENTES Y SU FUNCIONAMIENTO.
3.1. CONDUCTORES.
3.2. CANALIZACIONES.
3.3. CAJAS DE CONEXIÓN.
3.4. MECANISMOS Y PUNTOS DE CONSUMO.
3.5. CUADRO GENERAL DE MANDO Y PROTECCIÓN.
3.5.1. Interruptor magnetotérmico.
3.5.2. Interruptor diferencial.
3.5.3. Pequeños interruptores automáticos.
3.6. INSTALACIÓN DE PUESTA A TIERRA.
4. CIRCUITOS CARACTERÍSTICOS.
4.1. GRADOS DE ELECTRIFICACIÓN.
4.2. PREVISIÓN DE LA POTENCIA.
4.3. NÚMERO DE CIRCUITOS.
5.– CONCLUSIÓN
5. Bibliografía.
– Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión. Aprobado el 2 de Agosto de 2002.
– Instrucciones Técnicas Complementarias.
– Electrotecnia. McGraw-Hill.
1. INTRODUCCIÓN.
Hace poco más de un siglo que existe el suministro eléctrico a las viviendas, y desde los inicios hasta ahora, muchas cosas han cambiado como los materiales y características técnicas usadas en las instalaciones, la potencia, el número de aplicaciones de la electricidad y el desarrollo técnico y legal de las instalaciones.
La instalación eléctrica en una vivienda tiene como finalidad suministrar adecuadamente energía eléctrica a dicha vivienda.
Para ello existen una serie de normas recogidas en el Reglamento Electrotécnico de Baja
Tensión, aprobado en el REAL DECRETO 842/2002 del 2 de Agosto de 2002, acompañado con sus
Instrucciones Técnicas Complementarias.
Las instalaciones en viviendas deberán cumplir esta reglamentación con el fin de realizar un suministro seguro, además de garantizar una cierta normalización de las instalaciones.
La energía eléctrica se produce en centrales térmicas, nucleares, hidroeléctricas, etc.., se eleva a alta tensión en los transformadores, se transporta hasta la cercanía de los núcleos de población, se baja a media y posteriormente a baja tensión y finalmente llega a los lugares de consumo.
El reglamento establece estas 4 clases de lugares de consumo:
1. Edificios destinados principalmente a viviendas
2. Edificios comerciales o de oficinas
3. Edificios destinados a una industria específica
4. Edificios destinados a una concentración de industrias
En nuestro caso nos interesa el primer tipo.
2. INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN VIVIENDAS.
Una descripción de las instalaciones eléctricas en viviendas podría ser la siguiente:
Las viviendas, para obtener su energía eléctrica tienen que conectarse a la red eléctrica, la primera parte de la instalación eléctrica en viviendas es la acometida; que es la parte de la instalación que enlaza con la red eléctrica, es propiedad de la compañía suministradora y suele haber una por cada edificio. La acometida está constituida por cables conductores aislados de 0.6 a 1 Kilovoltio, normalmente son de aluminio o cobre, y su sección y número dependerá de las características de carga de la instalación.
La caja general de protección, es la caja que contiene los fusibles de protección de la línea repartidora. Marca el límite de propiedad entre la empresa y el usuario. Se coloca normalmente en la fachada del edificio.
La línea repartidora es la conducción eléctrica que enlaza la caja general de protección con la centralización de contadores. Consta de tres cables de fase y uno neutro, suelen ser de cobre con aislamiento para 1000 Voltios, y sección según la previsión de carga del edificio. De la línea repartidora se toma una fase y neutro para cada vivienda, se procura repartir las tres fases entre todas las viviendas, para así no desequilibrar mucho el sistema.
Derivaciones individuales, son las líneas que llevan la corriente eléctrica 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 centralización de contadores es el conjunto de equipos de medida, cada derivación individual deberá tener uno.
El contador es el aparato encargado de medir y registrar el consumo de energía eléctrica. Para vivienda se usan contadores monofásicos de energía activa. Existen dos tipos de contadores, los contadores de energía activa y los de reactiva. La energía activa medida en kilowatioshora, es la que consumen los aparatos y la reactiva es la que consumen los receptores inductivos y de aquí se desprende en factor de potencia. Los contadores se
pueden poner agrupados con un fusible de protección o individual por vivienda. La lectura se acumula en el contador y la factura expide el consumo entre dos periodos leídos.
La derivación individual, fase + neutro, llega hasta el limitador de potencia y posteriormente hasta el cuadro general de mando y protección, cada vivienda cuenta con uno y es donde se instalan los elementos de protección y mando de la instalación 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 serán de cobre o aluminio y serán siempre aislados. Transportan la corriente eléctrica de un lugar a otro de la vivienda, suelen ser de cobre recubierto con un aislante de color, el aislamiento de los conductores será de 750 Voltios como mínimo los rígidos y 500 Voltios los flexibles.
Los conductores de la instalación deben ser fácilmente identificables, especialmente por lo que respecta al conductor neutro y al conductor de protección. Esta identificación se realizará por los colores que presenten sus aislamientos. Cuando exista conductor neutro en la instalación o se prevea para un conductor de fase su pase posterior a conductor neutro, se identificarán éstos por el color azul claro. Al conductor de protección se le identificará 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 identificarán por los colores marrón o negro.
El neutro será azul y la fase, marrón, gris o negro y Protección o tierra, amarillo y verde a rayas.
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 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.
La sección de los conductores depende del circuito que cubran, así podemos hacer la siguiente clasificación general:
– 1,5 mm2 el Alumbrado
– 2,5 mm2 para tomas de corriente
– 4 mm2 para Lavadora y calentador eléctrico de agua
– y 6 mm2 para Cocina, horno eléctrico, aparatos de calefacción y aire acondicionado.
3.2. CANALIZACIONES.
Es el conjunto de elementos por los que discurre el cableado de la vivienda, tienen como función proteger los conductores de agentes externos, además guían el cableado desde una caja de conexión a otra. Podemos distinguir entre dos tipos principales:
1. Canalizaciones empotradas, están formadas por tubos huecos flexibles de PVC, los hay de diferente tamaño 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, están formadas por tubos rígidos, bien metálicos o bien de PVC que discurren por la parte exterior de las paredes y van sujetas con abrazaderas y tornillos.
3.3. CAJAS DE CONEXIÓN.
Las cajas de conexión cumplen dos funciones importantes: facilitan la introducción y retirada de los conductores y sirven al mismo tiempo como cajas de empalme y derivación.
Las hay empotradas en la pared o exteriores, y suelen ser de plástico. Las conexiones entre conductores se realizarán en el interior con regletas o clemas y nunca por retorcimiento, cinta aislante o arrollamiento de los conductores.
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. En el siguiente esquema que muestro se representa los circuitos para encendido de alumbrado de una lámpara desde uno, dos y tres puntos, con el uso de interruptor, conmutador y cruzamiento respectivamente que parte de la fase y llega a neutro. También muestro un tubo fluorescente con reactancia, antes del tubo y cebador en paralelo al tubo.
Los puntos de consumo son los enchufes que están destinados a alumbrado o a alimentación de electrodomésticos.
Un enchufe de alumbrado se utiliza únicamente para conectar aparatos de pequeño consumo, como lámparas y pequeños electrodomésticos. Este tipo de enchufe cuentan con fase y neutro. El enchufe para electrodomésticos se utiliza para consumos de mayor potencia, lavadoras, cocinas, calentadores, etc., y tienen fase y neutro con una conexión a tierra para evitar accidentes. Hay dos variantes aconsejadas según sea para consumo moderado de 10 a 16 Amperios o de 25 Amperios para horno y cocina.
El Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, especifica volúmenes de prohibición y de protección para la colocación de tomas de corriente o puntos de alumbrado cerca de las instalaciones con agua, bañera, duchas, lavabos, etc… Estas prescripciones son de obligado cumplimiento por parte del instalador.
3.5. CUADRO GENERAL DE MANDO Y PROTECCIÓN.
El cuadro general se situará a la entrada de la vivienda y en él se instalarán los interruptores automáticos y el dispositivo de protección contra contactos indirectos. Este mismo cuadro dispondrá de un borne para la conexión de los conductores de protección con la línea exterior de tierra.
En viviendas, 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.
Los dispositivos individuales de mando y protección o PIAS, de cada uno de los circuitos, que son el origen de la instalación interior, podrán instalarse en cuadros separados y en otros lugares.
El cuadro general de mando y protección, lleva el Interruptor General Automático, el diferencial y los PIAS.
El interruptor general automático es de corte omnipolar, es decir abre y cierra todos los polos a la vez y sirve para proteger la instalación contra sobrecargas y cortocircuitos por protección magnetotérmica. También se utilizará como interruptor general de la vivienda.
Los dispositivos generales e individuales de mando y protección serán, como mínimo estos 4:
a) 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.
b) Un interruptor diferencial general, destinado a la protección contra contactos indirectos de todos los circuitos.
c) Dispositivos de corte omnipolar, destinados a la protección contra sobrecargas y cortocircuitos de cada uno de los circuitos interiores de la vivienda o local.
d) Dispositivo de protección contra sobretensiones, según ITC-BT-23, si fuese necesario.
Su esquema dibujado es el que se muestra, dibujado es, de la línea lleva el fusible + contador + ICP + el cuadro general de distribución que lleva un Interruptor General Automático, después un interruptor diferencial y después los 5 circuitos PIA`S: con 1 de 10 amperios, otros 2 de 16 amperios, otro de 20 amperios y otro de 25 amperios.
3.5.1. Interruptor magnetotérmico.
El interruptor magnetotérmico protege la instalación contra sobrecargas y cortocircuitos, mediante dos mecanismos uno magnético y otro térmico. El contacto del interruptor es un contacto móvil unido a un resorte, cuando se arma el interruptor este queda enganchado mediante un mecanismo.
El dispositivo de control magnético consiste en que se enrolla el conductor sobre un núcleo ferromagnético, de
manera que cuando aumenta la intensidad que circula por el conductor el electroimán formado tiene la fuerza suficiente para mover una patilla metálica y liberar el mecanismo que sujeta el contacto móvil.
En el dispositivo térmico, el mismo conductor se pone en contacto con una placa bimetálica, cuando por efecto del paso de corriente se calienta mucho el conductor, este calor es transmitido a la placa bimetálica, la cual se deforma por efecto de la diferente dilatación de los dos metales, al doblarse contacta con una patilla que libera el mecanismo que sujeta al contacto móvil.
El dispositivo magnético actúa cuando se produce un cortocircuito en la instalación. El dispositivo térmico actúa cuando estamos consumiendo una potencia superior a la que permite el circuito.
3.5.2. Interruptor diferencial.
Está destinado a la protección de las personas y animales contra contactos indirectos. Se recomienda que sea de alta sensibilidad con 30 miliAmperios.
En condiciones normales, la corriente de entrada es igual a la de salida, por lo tanto al ser la diferencia nula el relé no actúa y el contacto móvil se mantiene cerrado.
Cuando hay un contacto indirecto, parte de la corriente se deriva a tierra a través de la persona o el animal, por lo tanto habrá una diferencia en la corriente que circula por los dos conductores, ahora el campo magnético creado por los dos conductores no será igual y no se anulará, este campo magnético provoca una corriente en el bobinado fino, provocando que actúe el relé y abra los contactos del diferencial.
Los contactos indirectos se producen cuando accidentalmente un conductor activo transmite la corriente al chasis metálico de un electrodoméstico, si alguien toca este chasis la corriente se deriva a través de él. Esta también es la razón de la existencia del conductor de tierra o de protección, que se conecta a la carcasa de los electrodomésticos. Lleva un botón de prueba para activar el mecanismo y hacerlo actuar y deberíamos probarlo periódicamente.
3.5.3. Pequeños interruptores automáticos.
Los dispositivos de protección contra sobrecargas y cortocircuitos de los circuitos interiores serán de corte omnipolar y tendrán los polos protegidos que corresponda al número de fases del circuito que protegen. Sus características de interrupción estarán de acuerdo con las corrientes admisibles de los conductores del circuito que protegen.
Son interruptores de tipo magnetotérmico, pero en este caso protegen individualmente contra cortocircuitos y sobrecargas cada circuito de la instalación de la vivienda. La potencia de estos interruptores está dimensionada según la sección y la utilidad del circuito al cual protegen. Así es habitual tener unos 5 PIAS si hay 5 circuitos, uno de 10, otros 2 de 15, otro de 20 y otro de 25 Amperios (10 + 2de15+ 20+ 25)
3.6. INSTALACIÓN DE PUESTA A TIERRA.
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.
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. Los materiales utilizados y la realización de las tomas de tierra deben ser tales que no se vea afectada la resistencia mecánica y eléctrica por efecto de la corrosión de forma que comprometa las características del diseño de la instalación Las canalizaciones metálicas de otros servicios (agua, líquidos o gases inflamables, calefacción central, etc.) no deben ser utilizadas como tomas de tierra por razones de seguridad.
4. CIRCUITOS CARACTERÍSTICOS.
El número de circuitos en una vivienda dependerá del grado de electrificación de la misma.
El Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, en la ITC-BT-25, establece unos grados típicos de electrificación, y el número de circuitos con el que debe contar la vivienda.
4.1. GRADOS DE ELECTRIFICACIÓN.
Se distinguen 2 tipos de electrificación.
1. Electrificación básica.
Es la necesaria para la cobertura de las posibles necesidades de utilización primarias sin necesidad de obras posteriores de adecuación. Debe permitir la utilización de los aparatos eléctricos de uso común en una vivienda.
2. Electrificación elevada. Usada en viviendas con una previsión de utilización de aparatos electrodomésticos superior a la electrificación básica o con previsión de aire acondicionado, calefacción o superficies útiles de la vivienda superiores a 160 m2, o con combinación de los casos anteriores.
Así tenemos 4 tipos de grado:
1. De grado mínimo con superficie máxima 80 m2, 2 circuitos y potencia de 3000 vatios.
2. De grado media con 150 m2, 4 circuitos y 5000 vatios
3. De grado elevado, con 200 m2, 6 circuitos y 8000 vatios.
4. Y especial para mas de 6 circuitos y mas de 8000 vatios.
4.2. PREVISIÓN DE LA POTENCIA.
El promotor o usuario del edificio fijará de acuerdo con la Empresa Suministradora la potencia a prever, la cual, para nuevas construcciones, no será inferior a 5750 W a 230 V, en cada vivienda, independientemente de la potencia a contratar por, cada usuario, que dependerá de la utilización que éste haga de la instalación eléctrica. En las viviendas con grado de electrificación elevada, la potencia a prever no será inferior a 9200 W.
En todos los casos, la potencia a prever se corresponderá con la capacidad máxima de la instalación, definida ésta por la intensidad asignada del interruptor general automático, según se indica en la ITC-BT-25.
4.3. NÚMERO DE CIRCUITOS.
Los tipos de circuitos independientes serán los que se indican a continuación y estarán protegidos cada uno de ellos por un interruptor automático de corte omnipolar con accionamiento manual y dispositivos de protección contra sobrecargas y cortocircuitos.
Para electrificación básica tenemos 5 tipos de circuitos.
– C1 circuito de distribución interna, destinado a alimentar los puntos de iluminación.
– C2 para tomas de corriente de uso general y frigorífico.
– C3 para alimentar la cocina y horno.
– C4 para alimentar la lavadora, lavavajillas y termo eléctrico.
– C5 circuito de distribución interna, para tomas de corriente de los cuartos de baño y bases auxiliares de la cocina.
Que son tipos adicionales de circuitos, con previsión mayor de electrodomésticos, calefacción, aire acondicionado y superficies mayores de 160 m2 o combinación de alguno.
En este caso se instalará, además de la electrificación básica, los siguientes circuitos del tipo 6 al tipo 12.
– 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 útil es mayor de 160 m2.
– C8 Circuito de distribución interna para calefacción eléctrica.
– C9 Circuito para la instalación aire acondicionado.
– C10 Circuito para una secadora independiente.
– C11 Circuito para alimentación del sistema de automatización y de seguridad.
– C12 Circuitos adicionales de los tipos C3 o C4 o C5.
5.- CONCLUSIÓN
Como conclusión del tema decir que las instalaciones eléctricas de las viviendas son las que tienen como finalidad la utilización de la energía eléctrica y que éstas parten del cuadro general del mando y protección y enlazan con todos los receptores.
Consideramos que el conocimiento de las instalaciones eléctricas es trascendental en el temario de Tecnología, y a pesar de la dificultad que tiene exponer el tema en un corto espacio de tiempo, hemos tratado de ver en términos generales las características, elementos y diferentes circuitos en dichas instalaciones, sin entrar en elementos de consumo, como lámparas, tubos halógenos, etc.