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

Índice

1.

Introducción.

2

2.

Instalaciones eléctricas en viviendas.

2

3.

Elementos componentes y su funcionamiento.

4

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

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

3.3. Cajas de conexión. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

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

3.5. Cuadro general de mando y protección. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

3.5.1. Interruptor magneto térmico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

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

3.5.3. Pequen˜ os interruptores automáticos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

3.6. Instalación de puesta a tierra. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

4. Circuitos característicos. 9

4.1. Grados de electrificación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

4.2. Previsión de la potencia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

4.3. Numero de circuitos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

5. Bibliografía. 10

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:

clip_image002Los materiales y características técnicas usadas en las instalaciones.

clip_image002[1]La potencia.

clip_image002[2]El número de aplicaciones de la electricidad.

clip_image002[3]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 (ITC).

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, 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 la siguiente clasificación de los lugares de consumo:

1. Edificios destinados principalmente a viviendas

2. Edificios comerciales o de oficinas

3. Edificios destinados a una industria especıfica

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 esta

Constituida por cables conductores aislados, normalmente son de aluminio, y su sección y numero depender 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 lımite 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 V, 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.

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Figura 1: Instalación de enlace para varios usuarios, con contadores centralizados.

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.

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 Son los elementos que transportan la corriente eléctrica 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 será de 750 V como mínimo los rígidos y 500 V los flexibles.

El color del aislamiento esta normalizado:

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 realizara 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 identificaran estos por el color azul claro. Al conductor de protección 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 identificaran por los colores marrón o negro.

clip_image002[4]Neutro: azul

clip_image006Fase: marrón, gris o negro

clip_image006[1]Protección o tierra: amarillo y verde a rayas.

La sección de los conductores a utilizar se determinara 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 calculara considerando alimentados todos los aparatos de utilización susceptibles de funcionar simultáneamente.

La sección de los conductores depende del circuito al cual formen parte, así podemos hacer la siguiente clasificación general:

clip_image0081,5 mm2: Alumbrado

clip_image008[1]2,5 mm2: Tomas de corriente

clip_image008[2]4 mm2 : Lavadora y calentador eléctrico de agua

clip_image008[3]6 mm2 : 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˜ 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, están formadas por tubos rígidos, bien metálicos o bien de PVC, 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:

1. Facilitan la introducción y retirada de los conductores.

2. 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 realizaran en el interior de las cajas apropiadas de material aislante. En ningún caso se permitirá la unión de conductores por simple retorcimiento y arrollamiento de los conductores, sino utilizando bornes de conexión adecuados, sin que estén sometidas a esfuerzos mecánicos.

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 la Figura 3 se pueden observar circuitos para encendido de alumbrado desde uno, dos y tres puntos respectivamente.

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Figura 2: Circuitos para alumbrado.

Los puntos de consumo son los llamados comúnmente enchufes, están destinados a alumbrado o a alimentación de electrodomésticos.

Un enchufe de alumbrado se utiliza únicamente para conectar aparatos de pequen˜ o 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.. ; Además de contar con los conductores fase y neutro llevan una conexión a tierra para evitar accidentes. Hay dos variantes aconsejadas según sea para consumo moderado 10-16 A o de 25 A 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, por supuesto, son de obligado cumplimiento por parte del instalador.

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Figura 3: Tipos de tomas de corriente.

3.5. Cuadro general de mando y protección.

El cuadro general se situara la entrada de la vivienda y en él se instalaran 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 (tierra) con la línea exterior de tierra.

En viviendas, se colocara 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 de cada uno de los circuitos, que son el origen de la instalación interior, podrán instalarse en cuadros separados y en otros lugares.

clip_image014[4]

Figura 4: Cuadro general de mando y protección.

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 (protección magneto térmica). También se utilizara como interruptor general de la vivienda.

Los dispositivos generales e individuales de mando y protección serán, como mínimo:

clip_image006[2]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.

clip_image006[3]Un interruptor diferencial general, destinado a la protección contra contactos indirectos de todos los circuitos.

clip_image006[4]Dispositivos de corte omnipolar, destinados a la protección contra sobrecargas y cortocircuitos de cada uno de los circuitos interiores de la vivienda o local.

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Figura 5: Esquema del cuadro general de mando y protección.

clip_image002[5]Dispositivo de protección contra sobretensiones, según ITC-BT-23, si fuese necesario.

3.5.1. Interruptor magneto térmico.

Funcionamiento:

El interruptor magneto térmico 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, as 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 30mA.

Funcionamiento:

En condiciones normales, la corriente de entrada es igual a la de salida, por lo tanto al ser la diferencia nula el relleno 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

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Figura 6: Esquema del interruptor diferencial anulara, este campo magnético provoca una corriente en el bobinado fino, provocando que actué el reley 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.

3.5.3. Pequen˜ os 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 magneto térmico, pero en este caso protegen individualmente contra cortocircuitos y sobrecargas cada circuito de la instalación de la vivienda. La potencia de estos interruptores esta dimensionada según la sección y la utilidad del circuito al cual protegen.

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 depender 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.

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 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 dela vivienda superiores a 160 m2, o con cualquier combinación de los casos anteriores.

4.2. Previsión de la potencia.

El promotor, propietario o usuario del edificio fijara 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 depender de la utilización que este 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 corresponder con la capacidad máxima de la instalación, definida esta por la intensidad asignada del interruptor general automático, según se indica en la ITC-BT-25.

4.3. Numero 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 con una intensidad asignada según su aplicación e indicada en el apartado 3.

clip_image002[6]Electrificación básica.

C1 circuito de distribución interna, destinado a alimentar los puntos de iluminación.

C2 circuito de distribución interna, destinado a tomas de corriente de uso general y frigorífico.

C3 circuito de distribución interna, destinado a alimentar la cocina y horno.

C4 circuito de distribución interna, destinado a alimentar la lavadora, lavavajillas y termo eléctrico.

C5 circuito de distribución interna, destinado a alimentar tomas de corriente de los cuartos de baño, así como las bases auxiliares del cuarto de cocina.

clip_image002[7]Electrificación elevada.

Es el caso de viviendas con una previsión importante de aparatos electrodomésticos que obligue a instalar más de un circuito de cualquiera de los tipos descritos anteriormente, así como con previsión de sistemas de calefacción eléctrica, acondicionamiento de aire, automatización, gestión técnica de la energía y seguridad o con superficies útiles de las viviendas superiores a 160 m2. En este caso se instalara, además de los correspondientes a la electrificación básica, 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 útil de la vivienda es mayor de 160 m2.

C8 Circuito de distribución interna, destinado a la instalación de calefacción eléctrica, cuando existe previsión de esta.

C9 Circuito de distribución interna, destinado a la instalación aire acondicionado, cuando existe previsión de este.

C10 Circuito de distribución interna, destinado a la instalación de una secadora independiente.

C11 Circuito de distribución interna, destinado a la alimentación del sistema de automatización, gestión técnica de la energía y de seguridad, cuando exista previsión de este.

C12 Circuitos adicionales de cualquiera de los tipos C3 o C4, cuando se prevean, o circuito adicional del tipo C5, cuando su número de tomas de corriente exceda de 6.

5. Bibliografía.

Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión. Aprobado el 2 de Agosto de 2002.

Instrucciones Técnicas Complementarias.

Publicado: agosto 2, 2016 por Santiago

Etiquetas: tema 53 tecnología