Instalaciones de Distribución: Cables, Transformadores y Redes

Juan Eduardo González, Miguel Pareja, Sebastián Terol
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA
Instalaciones
de distribución
Instalaciones
de distribución
Juan Eduardo González - Miguel Pareja - Sebastián Terol
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
ÍNDICE
1. Cables eléctricos para baja
y alta tensión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6
3. El transformador . . . . . . . . . . . . . . . .68
1 Cable eléctrico de alta tensión . . . . . . . . . . . . . . 8
2 Constitución y elementos del transformador . . 71
2 Cable eléctrico de baja tensión . . . . . . . . . . . . . 19
3 Clasificación de los transformadores . . . . . . . . 75
Actividades finales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4 Transformador de distribución . . . . . . . . . . . . . 76
Práctica profesional
5 Transformadores trifásicos . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Corte de cubierta y pantalla de un cable de alta
tensión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
6 Conexión de transformadores en paralelo . . . . 82
1 Finalidad y uso del transformador . . . . . . . . . . 70
Mundo técnico
7 Dispositivos para la protección
del transformador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
Técnicas de marcado e identificación de cables
eléctricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
9 Transformador de tensión . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
En resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Evalúa tus conocimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2. Centros de transformación . . . . . . . .32
1 Estructura del sistema de suministro
eléctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
8 Transformador de intensidad . . . . . . . . . . . . . . 87
10 Pérdidas en el transformador . . . . . . . . . . . . . . 90
11 Rendimiento del transformador . . . . . . . . . . . . 95
Actividades finales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
Práctica profesional
Cálculo de la relación de transformación . . . . . . . 98
Mundo técnico
2 Constitución de una red de distribución . . . . . 38
Protección ambiental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
3 Aparamenta utilizada en alta tensión . . . . . . . 40
En resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
4 Componentes básicos de un centro
de transformación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
5 Tipos de centros de transformación . . . . . . . . . 44
6 Centros de transformación de intemperie . . . . 45
7 Centros de transformación de interior . . . . . . . 47
8 Elementos constitutivos del centro
de transformación prefabricado . . . . . . . . . . . . 50
9 Instalación de puesta a tierra (PaT) en centros
de transformación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
10 Materiales de seguridad y primeros
auxilios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
11 Mantenimiento en los centros
de tranformación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
Actividades finales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Evalúa tus conocimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
4. Redes aéreas de distribución
de baja tensión . . . . . . . . . . . . . . . . .102
1 Definición y tipos de redes aéreas
de distribución en baja tensión . . . . . . . . . . . . 104
2 Red aérea trenzada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
3 Cables para redes trenzadas . . . . . . . . . . . . . . 110
4 Las redes aéreas de distribución
y el Reglamento Electrotécnico
para Baja Tensión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
5 Intensidades máximas admisibles
por los conductores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
6 Montaje y mantenimiento de las redes
aéreas de baja tensión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Práctica profesional
Actividades finales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Medición de la resistencia de puesta a tierra.
Uso del telurómetro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Práctica profesional
Mundo técnico
Derivación de conductores trenzados mediante
conectores de perforación de aislamiento . . . . . 130
Mejora de la resistividad del terreno
en las puestas a tierra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Mundo técnico
En resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
En resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Evalúa tus conocimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Evalúa tus conocimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Primer sistema superconductor . . . . . . . . . . . . . . 132
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
˘
5. Redes subterráneas de distribución
de baja tensión . . . . . . . . . . . . . . . . .134
1 Red de distribución subterránea de BT . . . . . 136
2 Agrupamiento de conductores en paralelo . . 142
3 Condiciones para cruzamiento . . . . . . . . . . . . 143
4 Centralización de contadores, conexionado
y tarificación eléctrica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
5 Mantenimiento y localización de averías
en las instalaciones de enlace . . . . . . . . . . . . . 229
Actividades finales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
Práctica profesional
4 Proximidades y paralelismos . . . . . . . . . . . . . . 146
Conexionado de contadores . . . . . . . . . . . . . . . . 236
5 Intensidades máximas admisibles . . . . . . . . . 148
Mundo técnico
6 Sistemas de conexión de neutro y de las masas
en redes de distribución BT . . . . . . . . . . . . . . . 152
Contadores de energía para consumos parciales . . 240
7 Montaje y mantenimiento de redes eléctricas
subterráneas de BT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
Evalúa tus conocimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
Actividades finales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
Práctica profesional
En resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
8. Seguridad y prevención de riesgos
laborales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .242
Comprobación de cables subterráneos . . . . . . . . 160
1 Riesgo eléctrico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
Mundo técnico
2 Efectos de la corriente eléctrica sobre
el cuerpo humano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
Detección de fallas en redes eléctricas
subterráneas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
En resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
3 Factores que influyen en los efectos
de la corriente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
Evalúa tus conocimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
4 Tipos de contacto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
6. Cálculo de instalaciones de enlace
y puesta a tierra . . . . . . . . . . . . . . . .166
1 Previsión de cargas de un edificio . . . . . . . . . . 168
2 Estructura de las instalaciones de enlace . . . . 175
3 Dimensionado de una instalación de enlace . . 183
4 Instalaciones de puesta a tierra en edificios . . 188
Actividades finales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
Práctica profesional
Medida de la resistividad del terreno . . . . . . . . . 198
Mundo técnico
Software para el cálculo de instalaciones
de enlace con Cypelec . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
En resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
5 Actuación ante un accidente eléctrico . . . . . . 249
6 Trabajos y maniobras eléctricas . . . . . . . . . . . 250
7 Normas de seguridad aplicables a redes
aéreas y subterráneas de baja tensión . . . . . . 253
8 Riesgos y medidas preventivas en centros
de transformación de interior . . . . . . . . . . . . . 258
9 Distancias de seguridad para trabajos
en proximidad a instalaciones eléctricas . . . . 261
Actividades finales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
Práctica profesional
Importancia de la puesta a tierra. Simulación
de la corriente a través de una persona en caso
de contacto indirecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
Mundo técnico
La seguridad eléctrica en hospitales . . . . . . . . . . 268
Evalúa tus conocimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
En resumen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
7. Instalaciones de enlace.
Montaje y mantenimiento. . . . . . . .202
Evalúa tus conocimientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
Anexo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .270
1 Documentación administrativa
en instalaciones de enlace . . . . . . . . . . . . . . . . 204
A Resumen magnitudes y unidades eléctricas . . 271
2 Instalación de la Caja General
de Protección (CGP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
C Significado y explicación de códigos IP e IK . . . 273
3 Canalización, canaladura y caja de registro . . 212
Soluciones: Evalúa tus conocimientos . . 275
B Formulario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
Y
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
CÓMO SE USA ESTE LIBRO
Cada unidad de este libro comienza con un caso práctico
inicial que plantea una situación relacionada con el ejercicio profesional y está vinculado con el contenido de la
unidad de trabajo. Consta de una situación de partida y
de un estudio del caso que, o bien lo resuelve, o bien da
indicaciones para su análisis a lo largo de la unidad. El
caso práctico inicial se convierte en el eje vertebrador de
la unidad, ya que se incluirán continuas referencias a este
caso concreto a lo largo del desarrollo de los contenidos.
Unidad 6
166
6
Cálculo de instalaciones
de enlace y puesta a tierra
situación de partida
La empresa de instalaciones eléctricas MIJUSE S.A. ha sido con-
vamos a conocer...
tratada para la realización de los cálculos técnicos e instalación
eléctrica de una finca de viviendas de dos plantas y una planta
1. Previsión de cargas de un edificio
baja. A petición de los propietarios, la finca quedará distribuida
2. Estructura de las instalaciones de enlace
de la siguiente forma:
3. Dimensionado de una instalación de enlace
•฀ La฀planta฀baja฀se฀dividirá฀en฀dos฀partes,฀una฀superficie฀de฀60฀m2
4. Instalaciones de puesta a tierra en edificios
para฀la฀habilitación฀de฀un฀local฀comercial฀y฀otra฀de฀40฀m2 para
PRÁCTICA PROFESIONAL
un฀pequeño฀garaje฀de฀dos฀coches.฀Las฀dos฀plantas฀(100฀m2
Medida de la resistividad del terreno
cada una) se destinarán a viviendas.
MUNDO TÉCNICO
•฀ El฀local฀y฀la฀puerta฀del฀garaje฀están฀situados฀a฀la฀altura฀de฀la฀
Software para el cálculo de instalaciones
de enlace con Cypelec
El total de potencia para servicios comunes es de 8 kW, incluidos todos los servicios (telecomunicaciones, videoportero, etc.).
Además, los pisos contendrán sistemas domóticos y seguridad.
natural, ya que la parte trasera da acceso a un pequeño patio
Las distancias desde la ubicación de los contadores a los cuadros
de los dispositivos generales de mando y protección (DGMP) son:
•฀ A฀la฀vivienda฀de฀la฀primera฀planta,฀10฀m.
Dado que se tiene que realizar una previsión para la realización de
•฀ A฀la฀vivienda฀de฀la฀segunda฀planta,฀20฀m.฀
la cimentación, es urgente indicar el tipo de cable necesario para
•฀ Al฀local฀comercial,฀5฀m.
Realizarás los cálculos de previsión de carga de
un edificio.
Conocerás la reglamentación (REBT) a tener en
cuenta para la previsión de cargas.
estudio del caso
Antes de empezar a leer esta unidad de trabajo, puedes contestar las dos primeras preguntas. Después analiza cada
punto del tema con el objetivo de contestar el resto de preguntas de este caso práctico.
Conocerás la reglamentación (REBT) sobre
instalación de enlace y puesta a tierra.
Realizarás los cálculos para la elección del
fusible de la CGP.
1. Para el cálculo de secciones es necesario fijar una
potencia, ¿cuál será su valor?, ¿qué criterios se han
de seguir?
Desarrollarás los cálculos de sección para la
LGA y DI.
Unidad 4
106
4. ¿Qué cables o conductores se deben elegir para una
puesta a tierra?, ¿de qué sección?
Cables eléctricos para baja y alta tensión
13
2.3. Elementos de conexión, fijación y amarre
1.2. Normas para la designación de cables en MT
Los elementos utilizados para fijar los conductores a los apoyos son, básicamente,
de dos tipos:
El orden de designación de las distintas capas de un cable de MT será desde la
capa más interior (aislamiento) hacia la más exterior (cubierta), siendo lo más
habitual la designación aislante, pantalla y cubierta. En los cables que presenten
capas de relleno y/o armaduras, se designarán estas según aparezcan en el orden
ya mencionado.
•฀ Elementos de suspensión.
•฀ Elementos de amarre.
Cada tipo de elemento posee unas características particulares que se describen a
continuación.
Conjuntos y elementos de suspensión
Se utilizan, o bien en los apoyos en los que no hay cambio de dirección de la
línea, o bien en los que el cambio es muy pequeño. En estas condiciones el haz es
fijado a través del neutro fiador al conjunto de suspensión, actuando como apoyo
simple, soportando, únicamente, el peso de los conductores.
En los márgenes aparecen textos que amplían la información y conectan con los conocimientos anteriores que
puedan tener relación, de este modo se profundiza en
los contenidos expuestos, apareciendo alusiones continuas al caso inicial.
3. ¿Qué partes tiene una instalación de puesta a tierra?
2. ¿Qué características tiene que cumplir el cable presente en la instalación de enlace?, ¿qué criterios se
han de seguir?
Realizarás los cálculos y selección de secciones
para la instalación de puesta a tierra.
Fijación mediante perno
de Ø 14 ó 16 mm o 2 flejes inox
20 x 0,7 mm
Algunas cuestiones al respecto son:
•฀ Las capas semiconductoras no se designan.
•฀ Si la cuerda conductora es compacta, se designa mediante la letra K junto a la
sección (no siempre se hace).
•฀ Posteriormente se designará el nivel de aislamiento del cable y se indicará la
sección del conductor y su naturaleza (si es cobre no se designa, si es aluminio
se indicará Al).
saber más
EJEMPLO
Los cables unipolares se designan
anteponiendo siempre:
Designar y dibujar los siguientes cables:
CS 1500
PS 1500 + LM 1500
a) Cable unipolar de Cu de 50 mm2 de sección en cuerda compacta, aislado con
polietileno reticulado para un nivel de aislamiento de 12/20 kV, protegido con
pantalla de Cu y cubierta exterior de policloropreno.
1 × sección
Los cables multipolares se designan anteponiendo siempre:
nº conductores x sección
Así, una línea 3F realizada con
conductores unipolares de sección
16 mm2 se designaría:
Cu de 50 mm2
A 210
Neutro Almelec hasta 80 mm2
aFigura
N
4.5. Detalle de elementos de suspensión. (Cortesía de Cahors).
H
3 × (1 x 16 mm2)
R
Si la misma línea se realizara con
cable multipolar la designación
sería:
Conjuntos y elementos de amarre
Se utilizan en los apoyos en los que hay cambio en dirección. En este caso el
neutro fiador tensado es fijado al apoyo mediante pinzas de acuñamiento cónico.
Igualmente se utilizan conjuntos de amarre en el inicio y en el final de línea,
siendo aconsejable disponerlos también cada tres o cuatro apoyos de suspensión,
aunque no haya cambio de dirección en la línea.
Fijación mediante 2 pernos
o 2 flejes 20 x 0,7 mm
CA 1500
PA 1500
Fijación mediante
2 pernos Ø 14 o 16 mm
o 2 flejes 20 x 0,7 mm
A lo largo del texto se incorporan actividades propuestas
y ejemplos, actividades de carácter práctico que ayudan a
asimilar los conceptos tratados.
PA 1500
3 × 16 mm2
RHN 12/20 kV 1 x 50 K
b) Cable tripolar de aislamiento seco de XLPE con pantalla metálica individual,
relleno o cubierta interna de PVC, armadura de alambres de Fe y cubierta
exterior de PVC. Las tensiones nominales de aislamiento fase-tierra/fase-fase,
son 12/20 kV.
Capas semiconductoras
externa e interna
CA 1500
V
M
V
H
Conductor de AI
cuerda compacta
150 mm2 de sección
R
PA 1500
Neutro Almelec de
54,6 ó 70 mm2
RHVMV 12/20 kV 3 x 150 Al
Neutro Almelec
de 54,6 ó 70 mm2
A 210
aFigura
4.6. Detalle de elementos de amarre. (Cortesía de Cahors).
Unidad 3
96
El transformador
97
ACTIVIDADES FINALES
ACTIVIDADES FINALES
■ 1. Clasificar los transformadores según su función.
■ 14. Un transformador monofásico de 50 kVA,10 000 / 500 V, 50 Hz, Ucc = 5 % funciona a plena carga con
factor de potencia cos j = 0,86 y carga inductiva. En vacío un vatímetro indica 800 W, y en el ensayo en
cortocircuito a intensidad nominal la potencia es de 1 200 W.
■ 2. ¿Qué se entiende por potencia nominal de un transformador?, ¿y por tensión de cortocircuito?
■ 3. Calcular la potencia necesaria de un transformador para alimentar el conjunto de receptores que se indica:
a) 20 viviendas de 8 kW cada una.
Además, en esta sección, se incluyen en el apartado entra en Internet una serie de actividades que requieren la
consulta de diversas páginas web sobre componentes y
equipos.
Se instalarán, además, un total de cuatro contadores (uno para
cada vivienda), uno para el local y uno para los servicios comunes del edificio (alumbrado de escalera, garaje y un ascensor).
La alimentación a los contadores será mediante tubo enterrado,
aproximadamente฀unos฀10฀m.
y al finalizar esta unidad...
Identificarás las partes de una instalación de
puesta a tierra.
A continuación, te proponemos una serie de actividades
finales para que apliques los conocimientos adquiridos y,
a su vez, te sirvan como repaso.
la instalación de puesta a tierra y por dónde se debe distribuir, por
si fuese necesario el empleo de picas adicionales.
interior.
calle, disponiendo de ventanas que proporcionan ventilación
Reconocerás las partes de una instalación de
enlace de un edificio.
El desarrollo de los contenidos aparece acompañado de
numerosas ilustraciones, seleccionadas de entre los equipos y herramientas más frecuentes que te vas a encontrar
al realizar tu trabajo.
167
CASO PRÁCTICO INICIAL
b) Una industria de 60 kW.
c) Una red de alumbrado de 12 kW.
El factor de potencia global será de cos j = 0,8.
■ 4. ¿Qué potencia en kW se puede alimentar con un transformador de 160 kVA si cos j = 0,7?
Calcular la potencia suministrada por el secundario, el rendimiento y la tensión de cortocircuito.
■ 15. Un transformador de 400 kVA presenta un protocolo de ensayo con los siguientes resultados:
•฀ Ensayo de vacío 820 W.
•฀ Ensayos de C/C 1340 W a intensidad nominal.
Calcular su rendimiento para un índice de carga del 80 % y cosj = 0,85.
■ 16. Indicar el tipo de transformador de la figura y qué representan los números 1, 2, 3 y 4.
■ 5. Calcular las corrientes primaria y secundaria que circulan por un transformador trifásico de 630 kVA, tensiones 20 / 0,4 kV y frecuencia 50 Hz.
4
■ 6. Dado un transformador monofásico con 2 300 espiras en el primario y 480 espiras en el secundario, si se
conecta su primario a una tensión de 1 000 V, ¿qué tensión se inducirá en el bobinado secundario?
3
■ 7. Para un transformador monofásico de 500 VA con 1 500 espiras en el primario y 39 espiras en el secundario, calcular las corrientes primaria y secundaria, sabiendo que su tensión nominal primaria es de 400 V.
Calcular también, la tensión secundaria.
■ 8. ¿Qué desfase hay entre las tensiones primaria y secundaria en un transformador Dy6?
■ 9. En un amperímetro conectado a un transformador de intensidad de relación 125 / 5 A se obtiene una
lectura de 1,5 A, ¿cuál es el valor de la corriente de la línea? Dibujar el esquema de conexión.
1
■ 10. Se desea controlar el valor de la tensión en una línea de 20 000 V, para ello se utiliza un transformador de
tensión con relación 20 000/110 V. Realizar el esquema de conexión e indicar el valor de la tensión de la
red, si el voltímetro marca 90 V.
■ 11. Decir las características de un transformador para el siguiente caso: la intensidad máxima que circula es de
80 A en la línea donde se conecta, además hay que alimentar a un relé de intensidad de 53 VA.
■ 12. Indicar la designación de un transformador en el que el primario está conectado en triángulo, el secundario en estrella con neutro accesible y cuyas tensiones de primario a secundario desfasan 330º.
■ 13. Indicar la secuencia correcta de funcionamiento de un transformador. Tachar lo incorrecto.
•฀ Al ser el flujo constante / variable se produce en el bobinado primario / secundario una tensión denominada
inducida / inductora.
2
■ 17. ¿Qué es cierto en el circuito magnético de un transformador?
a) Corresponde al conjunto de bobinados primario y secundario.
b) Es un conjunto de chapas ferromagnéticas apiladas y aisladas entre sí.
c) Es el encargado de conducir el flujo magnético principal variable del secundario al primario.
entra en internet
■ 18. Consultar las siguientes páginas de constructores de transformadores:
•฀ El flujo es conducido por la cuba / el núcleo hacia el bobinado primario / bobinado secundario.
•฀ <www.comtrafo.com.br> (Observa los vídeos de los distintos tipos de transformadores en esta página.)
•฀ Al conectar el bobinado primario / secundario a MT / BT, circula una corriente / tensión que da lugar a un
flujo eléctrico / flujo magnético constante / variable.
•฀ <http://www.abb.es/>
•฀ <www.siemens.com/energy>
•฀ <http://www.weg.net>
•฀ <www.ormazabal.com>
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
IMPORTANTE
Todas las actividades propuestas en este libro deben realizarse en un cuaderno de trabajo, nunca en el propio libro.
En la sección práctica profesional se plantea el desarrollo
de un caso práctico en el que se describen las operaciones a realizar, se detallan las herramientas y el material
necesario, y se incluyen fotografías que ilustran los pasos
a seguir.
Unidad 1
28
Cables eléctricos para baja y alta tensión
29
PRÁCTICA PROFESIONAL
HERRAMIENTAS
3.฀Presionar hasta escuchar un clic (de corte). Ejercer฀una฀ligera฀presión฀hasta฀escuchar฀un฀clic,฀momento฀en฀el฀cual฀
el฀corte฀se฀ha฀efectuado.฀Repetir฀esta฀operación฀4฀veces฀girando฀la฀herramienta
Corte de cubierta y pantalla
de un cable de alta tensión
•฀ Elemento฀de฀corte฀Fentecran฀฀
de฀la฀sociedad฀ALROC฀
MATERIAL
•฀ Cable฀Al฀Voltalene฀H฀Compact.฀฀
(AL฀RH5Z1)฀de฀Prysmian
Cortes
de cubierta
OBJETIVO
Es฀común฀el฀manejo฀de฀herramientas฀y฀técnicas฀relativas฀a฀cables฀de฀baja฀tensión;฀
sin฀embargo฀no฀lo฀es฀tanto฀si฀hablamos฀de฀conductores฀de฀alta฀tensión.฀
•฀ Puente-pantalla
•฀ Trenza฀para฀puesta฀a฀tierra
El฀objetivo฀de฀esta฀práctica฀es฀dar฀a฀conocer฀la฀herramienta฀Fentecran฀de฀ALROC,฀
diseñada฀para฀realizar฀el฀corte฀de฀cubierta฀y฀pantalla฀en฀los฀cables฀Al฀Voltalene฀H฀
Compact.฀(AL฀RH5Z1)฀de฀alta฀tensión.
•฀ Abrazadera฀metálica
•฀ Cinta฀de฀PVC
a
Figura 1.22. Cortes en la cubierta. (Cortesía de Prysmian).
4.฀Ajustar la palanca y abrir los 4 cortes de cubierta.
PRECAUCIONES
PRYSMIAN
•฀ Seguir฀las฀indicaciones฀del฀fabricante฀en฀cuanto฀al฀manejo฀de฀la฀herramienta.
Estas prácticas profesionales representan los resultados
de aprendizaje que debes alcanzar al terminar tu módulo
formativo.
•฀ Dado฀que฀solo฀se฀pretende฀cortar฀la฀cubierta฀y฀la฀pantalla,฀se฀debe฀tener฀cuidado฀para฀no฀dañar฀el฀resto฀de฀capas฀
del฀cable.
PRYSMIAN
DESARROLLO
a
1.฀Colocar฀sobre฀la฀mesa฀de฀trabajo฀el฀material฀necesario,฀fundamentalmente฀el฀cable฀de฀alta฀tensión฀y฀la฀herramienta฀de฀corte฀propuesta.
Figura 1.23. Apertura de los cortes. (Cortesía de Prysmian).
5.฀Introducir el puente-pantalla con relieve. Solo฀se฀usará฀un฀puente-pantalla฀con฀relieve฀(para฀empalmes)฀y฀de฀
trenza฀de฀puesta฀a฀tierra฀(para฀conectores฀separables฀y฀terminales).
PRYSMIAN
PRYSMIAN
PRYSMIAN
a Figura 1.18. Elemento de corte Fentecran. (Cortesía de ALROC).
Figura 1.19. Cable Al Voltalene H Compact. (AL RH5Z1).
(Cortesía de Prysmian).
a
a
2.฀Corte de la cubierta del cable. Retirar฀la฀longitud฀de฀cubierta฀adecuada฀según฀las฀instrucciones฀del฀accesorio฀
de฀corte.฀Después฀ajustar฀la฀pinza฀corta-cubiertas฀Fentecran฀a฀la฀cubierta฀del฀cable.
Figura 1.24. Introducción del puente-pantalla. (Cortesía de Prysmian).
6.฀Ajustar la cubierta y la pantalla con abrazaderas metálicas y protegerlas con cinta de PVC.
Ajustar la herramienta
al corte de cubierta
Abrazaderas
metálicas
PRYSMIAN
PRYSMIAN
PRYSMIAN
Pinza
corta-cubiertas
Longitud extracción cubierta
PRYSMIAN
PRYSMIAN
Figura 1.20. Longitud de la cubierta a extraer. (Cortesía de
Prysmian).
a
La sección mundo técnico versa sobre información técnica de este sector vinculada a la unidad. Es importante
conocer las últimas innovaciones existentes en el mercado y disponer de ejemplos reales para aplicar los contenidos tratados en la unidad.
La unidad finaliza con el apartado en resumen, mapa
conceptual con los conceptos esenciales de la unidad y el
apartado evalúa tus conocimientos: batería de preguntas que te permitirán comprobar el nivel de conocimientos adquiridos tras el estudio de la unidad.
a
Figura 1.21. Ajuste de la cuchilla. (Cortesía de Prysmian).
a Figura 1.25. Ajuste y protección con abrazaderas metálicas y cinta de PVC. (Cortesía de
Prysmian).
Unidad 2
66
Centros de transformación
67
EN RESUMEN
MUNDO TÉCNICO
Mejora de la resistividad del terreno en las puestas
a tierra
SISTEMA ELÉCTRICO
Producción
Un método eficaz para mejorar la resistividad del terreno
es el uso de sales electrolíticas e higroscópicas. De este
modo, se consigue un preparado químico a bajo costo
que reduce la resistencia a tierra del terreno en cuestión.
Centro de reparto
Cable de conexión
Un ejemplo es el producto Protegel de KLK Electro
materiales S.A. Este gel se obtiene a partir de la preparación de tres bolsas de material por dosis. El compuesto resultante presentará las siguientes características: estabilidad química, insolubilidad en el agua,
no es corrosivo y no es degradable por los elementos
químicos del terreno.
Arqueta de conexión
AC-RP 40
Centros de transformación (CT)
Aparamenta
Esquemas y PaT
Electrodo de puesta
a tierra
Mantenimiento
Material de seguridad
Forma de utilización
Para cada electrodo debe excavarse un pozo de,
aproximadamente, 1 m × 1 m de sección y una profundidad de unos 0,4 m mayor que la longitud del electrodo a instalar.
Mezclar el contenido de la bolsa 1 con la tierra de la
excavación y rellenar con esta mezcla hasta la cabeza
del electrodo. Añadir suficiente cantidad de agua en la
excavación hasta que el terreno circundante al electrodo esté completamente húmedo.
Añadir a la cavidad la solución obtenida mezclando el
contenido de la bolsa 2 de con 20 litros de agua (utilizar un envase no metálico).
Llenar nuevamente la cavidad con agua y esperar hasta
que esta se absorba por completo.
Nº 1
Nº 2
Tierra mezclada
con Protegel
EVALÚA TUS CONOCIMIENTOS
a Figura
2.70. Pica a tierra. (Cortesía de KLK).
1. La conexión eléctrica entre el transformador de
potencia de un CT y el cuadro de BT se debe realizar con…
Añadir a la cavidad la solución obtenida mezclando
el contenido de la bolsa 3 de con 20 litros de agua
(utilizar un envase no metálico distinto del anterior)
y esperar a que se absorba por completo.
a. seccionador con relés térmicos y autoválvulas.
b. seccionador con cortacircuitos fusibles y autoválvulas.
b. cable unipolar de 240 mm2 de sección, con conductor de aluminio tipo RV y de 0,6/1 kV.
c. cable unipolar de 240 mm de sección, con conductor de cobre tipo RV y de 0,6/1 kV.
c. seccionador con cortacircuitos fusibles e interruptor
de maniobra.
2
2. En un CT de intemperie sobre apoyo la altura de
los aparatos respecto del suelo ha de ser:
Nº 3
4. Un CT dotado con celda de entrada de línea en
AT, celda de salida de línea en AT y celda con interruptor-seccionador con fusibles para protección
del transformador es designado como…
a. 2L1P
b. 2L1F
c. 2L2PT
5. La diferencia de tensión entre dos puntos de la
superficie del terreno, separados por una distancia de 1 m, se denomina…
c. 5 m para partes bajo tensión y en servicio, y 3 m para
la parte inferior de la cuba del transformador y las
masas de los equipos.
2.71. Elaboración del gel Protegel de KLK.
Resuelve en tu cuaderno
o bloc de notas
3. Los elementos de protección de un CT de tipo intemperie son:
a. cable unipolar de 240 mm2 de sección, con conductor de aluminio tipo RV y de 12/20 kV.
Finalmente, colocar la arqueta de registro AC-RP 40 y
rellenar la cavidad con tierra para completar la instalación.
a. 5 m para partes bajo tensión y en servicio, y 2 m para
la parte inferior de la cuba del transformador y las
masas de los equipos.
a Figura
Líneas BT
Clasificación y aparamenta
CT prefabricados
b. 6 m para partes bajo tensión y en servicio, y 3 m
para la parte inferior de la cuba del transformador y
las masas de los equipos.
Al final del libro se incorporan varios anexos que se
adaptan de modo complementario a los conocimientos
desarrollados en todo el texto. Se centran en aspectos
teóricos como las ecuaciones necesarias, las unidades
utilizadas y, aspectos más técnicos como notación de
cables.
Distribución
Transporte
Líneas MT
a. tensión de contacto.
b. tensión del terreno.
c. tensión de paso.
Resumen magnitudes y unidades eléctricas
271
RESUMEN MAGNITUDES Y UNIDADES ELÉCTRICAS A
A RESUMEN MAGNITUDES
Y UNIDADES ELÉCTRICAS
B FORMULARIO
C SIGNIFICADO Y EXPLICACIÓN
DE CÓDIGOS IP E IK
RESUMEN MAGNITUDES Y UNIDADES ELÉCTRICAS
MAGNITUD
UNIDAD (SI)
Carga eléctrica
Cantidad de electricidad
Culombio (C)
(Q)
Intensidad de corriente
(I)
Amperio (A)
MÚLTIPLO / SUBMÚLTIPLO
1 C = 6,25 · 1018 e– (electrones)
Amperio · hora (A · h)
Miliamperio (mA)
1 mA = 10–3 A
Kiloamperio (kA)
1 kA = 103 A
Tensión
Diferencia de potencial
(U)
Voltio (V)
Fuerza electromotriz
Milivoltio (mV)
1mV = 10–3 V
Kilovoltio (KV)
1 kV = 103 V
Kiloohmio (KΩ)
1 KΩ = 103 Ω
Megaohmio (MΩ)
1 MΩ = 106 Ω
(E)
Resistencia eléctrica
(R)
Reactancia inductiva
(XL)
Reactancia capacitiva
Ohmio (Ω)
(XC)
En las última página del libro se aportan las soluciones a
las cuestiones planteadas en la sección evalúa tus conocimientos.
Impedancia
(Z)
Energía eléctrica
(E)
Potencia eléctrica (activa)
(P)
Potencia eléctrica (reactiva)
(Q)
Potencia aparente
(S)
Julio (J)
Kilovatio · hora (kW · h)
1 kWh = 3,6 · 106 J
Megavatio (MW)
Vatio (W)
Voltiamperio reactivo (VAr)
Voltioamperio (VAr)
1 kW = 103 W
1 CV = 736 W
Kilovoltiamperio reactivo (kVAr)
1 kVAr = 103 VAr
Kilovoltiamperio (kVA)
MiliFaradio (mF)
Capacidad
(C)
Faradio (F)
Microfaradio (µF)
Nanofaradio (nF)
Picofaradio (pF)
anexos
Resistividad de un material
(ρ)
Conductividad de un material
(γ)
No tiene unidad propia
1 MW = 106 W
Kilovatio (kW)
Caballo de vapor (CV)
Material
1 kVA = 103 VA
1 mF = 10–3 F
1 µF = 10–6 F
1 mF = 10–9 F
1 pF = 10–12 F
ρ 20 °C
ρ 70 °C
ρ 90 °C
Ω · mm2
Cobre
0,018
0,021
m2
Aluminio
0,029
0,033
0,036
No tiene unidad propia
Material
γ 20 °C
γ 70 °C
γ 90 °C
m
Cobre
56
48
44
Ω · mm2
Aluminio
35
30
28
Y
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
0,023
Y
6
1
Unidad 1
Cables eléctricos para
baja y alta tensión
vamos a conocer...
1. Cable eléctrico de alta tensión.
2. Cable eléctrico de baja tensión.
PRÁCTICA PROFESIONAL
Corte de cubierta y pantalla de un cable
de alta tensión
MUNDO TÉCNICO
Técnicas de marcado e identificación de cables
eléctricos
y al finalizar esta unidad...
Conocerás los tipos de cables utilizados en MT
y su designación técnica.
Identificarás sobre catálogo las características
constructivas de los cables de MT.
Conocerás conceptos como campo radial de un
cable o tensión máxima y tensión nominal de
aislamiento.
Conocerás el comportamiento de los distintos
cables frente al fuego.
Conocerás los tipos de cables utilizados en BT y
su designación técnica.
Sabrás qué tipo de cable es el indicado para
cada uso de acuerdo al REBT.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
7
CASO PRÁCTICO INICIAL
situación de partida
La empresa Redes e Instalaciones eléctricas ÁTOMO se dedica a
instalaciones eléctricas en media y baja tensión, realizando trabajos de montaje y tendido de redes de hasta 20 kV, montaje de
centros de transformación, montaje y tendido de redes de baja
tensión e instalaciones eléctricas en general.
Poseen un pequeño almacén donde guardan el cableado que
habitualmente utilizan y han decidido organizarlo para mejorar la
localización del material almacenado. Para ello, han decidido organizar los cables según un criterio de tensión, es decir, por un lado
los cables de alta tensión (AT) y por otro los de baja tensión (BT).
Si bien en AT la clasificación resulta sencilla, ya que solo utilizan
un par de modelos de cable, en BT la gama es más extensa
y requiere adoptar criterios de almacenaje por designación y
utilización.
estudio del caso
Analiza cada punto del tema con el objetivo de contestar el resto de preguntas de este caso práctico.
1. ¿Qué niveles de tensión se utilizan en los cables de
MT y BT?
5. Clasifica los cables según su comportamiento frente
al fuego.
2. ¿Sabrías decir (designación) qué tipo de cable se
debe utilizar para la red aislada de MT? ¿Sabrías decir
sus características constructivas?
6. ¿Sabrías decir qué tipo de cable se utiliza en BT en
función del tipo de instalación?
3. ¿Sabrías decir (designación) qué tipo de cable se
debe utilizar para la red aislada de BT? ¿Sabrías decir
sus características constructivas?
7. ¿Cuál es el de código de colores para la identificación
de cables de BT?
8. Si fueras el responsable del almacén, explica cómo
harías la organización del mismo.
4. ¿Sabrías decir (designación) qué tipo de cable se
debe utilizar para instalaciones interiores? ¿Sabrías
decir sus características constructivas?
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 1
8
1. Cable eléctrico de alta tensión
saber más
Si bien a cualquier conductor aislado se le denomina cable, existe
una gran variedad de nombres
que permiten identificar con precisión la composición de los conductores.
•฀ Hilo. Conductor constituido por
un solo alambre. Si es de gran
sección se le denomina barra.
•฀ Cuerda. Conjunto de hilos que
torcidos forman un solo cuerpo.
Puede ser cuerda normal o cuerda compacta si los hilos están
compactados.
•฀ Filástica. Cuerda formada por
un conjunto de hilos de pequeño diámetro que, sola o torcida
con otras semejantes, constituye el conductor de un cable
flexible
•฀ Alma. Conjunto formado por el
conductor y su correspondiente
aislamiento.
Se define como cable eléctrico a aquel elemento destinado a transportar energía
eléctrica. Dicho transporte puede darse en un rango muy amplio de tensión, por
tanto, será necesario realizar algunas distinciones al respecto. El Reglamento de
Líneas Eléctricas de Alta Tensión define como alta tensión (AT) a toda tensión de
valor nominal eficaz superior a 1 kV.
Dentro de las líneas de alta se distinguen varias categorías en función de su nivel de tensión. Son destacables las de 3ª categoría (tensión nominal entre 1 y
30 kV), que se denominarán líneas de media tensión (MT).
1.1. Constitución y designación de cables de media
tensión (MT)
En un cable eléctrico aislado de MT se distinguen tres elementos fundamentales:
conductor, aislamiento y protecciones.
En los cables de baja tensión (BT), para aislar al conductor del entorno, suele ser
suficiente una capa de aislante o, simplemente, el aislante más una cubierta exterior; sin embargo, en los usos para alta tensión (AT), se hace necesario dotar a los
cables de un conjunto de capas protectoras donde cada una cumpla una función
específica. Si se observa un cable estándar de MT (12/20 kV), se pueden apreciar
en él las siguientes capas:
•฀ Cable. Reunión, formando un
solo cuerpo, de una o varias
almas protegidas con recubrimientos adecuados a su uso.
Cubierta
Aislamiento
Pantalla
Conductor
Cinta poliéster
Conductor,
cuerda redonda
normal
Capa semiconductora
externa
a
Conductor,
cuerda redonda
compacta
a Figura 1.2. Conductores. (Cortesía de Prysmian).
Capa semiconductora
interna
Figura 1.1. Cable unipolar de media tensión (MT). (Cortesía de Prysmian).
Las características principales de cada una de estas capas son:
•฀ Conductor. Este elemento cumple la función de conducir la corriente eléctrica. Los conductores de los cables están constituidos por cuerdas redondas
compactas de cobre recocido o de aluminio, la compactación permite obtener
superficies más lisas y diámetros de cuerdas menores.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cables eléctricos para baja y alta tensión
9
•฀ Capas semiconductoras. Son unas delgadas capas de polímero (compuesto orgánico de propiedades físicas y químicas similares a las de las resinas naturales),
generalmente de la misma composición básica que el material aislante. Este
polímero suele mezclarse con productos conductores (negro de humo: polvo
fino de carbón) para reducir su resistencia de aislamiento.
Su misión es evitar que puntos huecos del cable estén sometidos a intensos
campos eléctricos, en los que la presencia de aire o vapor de agua dieran origen
a la producción de descargas parciales (ionización).
Se colocan dos capas semiconductoras:
– Capa semiconductora interna. Está en íntimo contacto con el conductor. Su
misión es alisar el campo eléctrico más próximo al conductor, haciéndolo perfectamente cilíndrico y disminuyendo el riesgo de formación de puntos de ionización en la parte del aislamiento en la que el campo eléctrico es más intenso.
– Capa semiconductora externa. Esta capa cumple la misma función que la
anterior, pero en la parte exterior del aislamiento. Se fabrican de tal manera
que, aun estando en íntimo contacto con el aislamiento, son fácilmente
separables de él (SF, separado fácil o en frío).
•฀ Aislamiento. Es la envoltura aislante aplicada sobre el conductor. El material aislante se coloca alrededor del conductor de tal manera que lo cubra
totalmente. Su espesor ha de ser adecuado a la tensión de servicio del cable,
de modo que el campo eléctrico a que está sometido el aislamiento sea muy
inferior a la tensión de perforación o rigidez dieléctrica.
saber más
Los cables se construyen utilizando el proceso de triple extrusión,
con la capa semiconductora externa separable en frío tipo TESF.
Incorporan, además, una pantalla
metálica de alambres de cobre de
sección total 16 mm2. La cubierta
exterior, fabricada con poliolefina,
será de un espesor mayor, elevando así la resistencia mecánica del
cable y dificultando la penetración
de la humedad.
En el proceso de triple extrusión
(TE), la aplicación de la capas
semiconductoras interna y externa, así como del aislamiento se
realiza en una sola operación. Este
procedimiento es el más adecuado, ya que impide la incrustación
de cuerpos extraños entre el aislamiento y las capas conductoras,
también se evitará una posible
ionización en la interfase.
Los materiales aislantes más utilizados en cables de MT (20 kV) son:
Tipo
Termoplásticos
(se funden
con el calor)
Termoestables
(no se funden
con el calor)
Material
Abreviatura
Policloruro de vinilo (PVC)
V
Polietileno (PE)
E
Poliolefina
Z1
Polietileno reticulado (XLPE)
R
Etileno propileno (EPR)
D
Etileno-Propileno de alto módulo
HEPR
Goma natural o sintética (SBR)
–
Goma de silicona
–
1.3. Cable de AT con recubrimiento de XLPE. (Cortesía de
Jinshui Wire & Cable Group).
a Figura
Como se verá a lo largo del libro, los principales materiales utilizados como
aislantes en redes de distribución eléctrica, tanto de AT como de BT son:
polietileno reticulado (XLPE), etileno-propilieno (EPR) y etileno-propileno
de alto módulo (HEPR).
De forma breve, se pueden destacar las siguientes diferencias entre ellos:
– XLPE y EPR. Poseen características muy similares en cuanto a capacidad
de carga, temperaturas de trabajo y dimensiones, pero se diferencian en que
el XLPE es más rígido y más barato.
– EPR y HEPR. El EPR posee características mecánicas (carga de rotura,
módulo de elasticidad, etc.) relativamente bajas que son mejoradas por el
HEPR, esto hace que un cable aislado con HEPR posea menores dimensiones y sea más fácil de instalar y transportar El HEPR puede trabajar a una
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 1
10
temperatura de servicio de 105 °C, frente a los 90 °C del EPR. Por tanto,
el HEPR podrá transmitir más potencia.
– XLPE, EPR, HEPR y PVC. La gran diferencia entre los tres primeros y
el PVC es la termoestabilidad que presentan los primeros, frente a la de
termoplasticidad que ofrece el PVC, reaccionando, por tanto, de manera
distinta frente a los cambios de temperatura. Así, el PVC al calentarse se
reblandece y cambia de forma, mientras que el XLPE, EPR y HEPR, gracias
al proceso de reticulación, no modifican sus propiedades mecánicas por
los cambios de temperatura. En conclusión, son más estables a la temperatura y ello hace que sean más adecuados para las redes eléctricas de gran
potencia.
Por otro lado, en instalaciones eléctricas interiores, los aislamientos más usados son: policloruro de vinilo (PVC) y poliolefina (Z1). Ambos son materiales
termoplásticos y de temperatura asignada 70 °C, la gran diferencia entre ellos
es la nula emisión de gases halógenos de la poliolefina en su combustión. Una
prueba curiosa consiste en quemar un trozo de PVC y otro de poliolefina, se
puede ver el humo negro y de olor fuerte del PVC, y la poca emisión de humo
y de olor similar a la cera de la poliolefina.
Los materiales aislantes deben presentar una serie de características que permitan definir cuál es el cable más adecuado para cada tipo de instalación, la
siguiente tabla indica alguna de esas características.
Características químicas
•฀฀Resistencia฀a฀la฀tracción.
•฀฀Carga฀de฀rotura.
•฀฀Resistencia฀al฀ozono฀
(oxidación).
•฀฀Resistencia฀al฀
agrietamiento o
gelificación.
•฀฀Resistencia฀a฀la฀acción฀
del sol.
•฀฀Resistencia฀al฀calor฀o฀al฀
frío.
•฀฀Resistencia฀a฀los฀agentes฀
corrosivos.
•฀฀Resistencia฀al฀fuego.
•฀฀Resistencia฀a฀los฀
ambientes salinos.
Tensión de perforación
Tensión mínima que produce una
perforación o ruptura en un aislante con el consiguiente paso de
corriente. También es llamada tensión disruptiva
Rigidez dieléctrica
Se entiende por rigidez dieléctrica o rigidez electrostática al valor
límite de tensión para el cual un
material pierde su propiedad aislante y pasa a ser conductor. Se
mide en voltios por metro V/m.
También podemos definirla como
la máxima tensión que puede
soportar un aislante sin perforarse.
Características mecánicas
•฀฀Termoplasticidad.
•฀฀Resistencia฀al฀agua฀y฀a฀la฀
humedad.
saber más
Características físicas
•฀฀Alargamiento฀a฀la฀rotura.
•฀฀Resistencia฀a฀la฀abrasión฀
(desgaste por fricción).
•฀฀Resistencia฀al฀
envejecimiento.
•฀฀Temperaturas฀máximas฀de฀
servicio.
•฀ Pantallas. Son elementos metálicos que desempeñan distintas misiones, entre
las que destacan:
– Confinar el campo eléctrico en el interior del cable.
– Lograr una distribución simétrica y radial del esfuerzo eléctrico en el seno
del aislamiento.
– Limitar la influencia mutua entre cables eléctricos.
– Proteger el cable contra las interferencias exteriores electrostáticas o electromagnéticas (cables para transmisión de corrientes débiles).
– Evitar, o al menos reducir, el peligro de electrocuciones, derivando a tierra
una eventual corriente de defecto.
Según sea su misión, están constituidas por:
– Cinta de papel metalizado (pantalla electrostática).
– Trenza de hilos de cobre o mixta de cobre y textil (pantalla electromagnética flexible).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cables eléctricos para baja y alta tensión
11
– Corona de hilos de cobre (cables de MT o AT).
saber más
– Corona mixta de hilos de cobre y acero (obras públicas o minería).
Al ser las cubiertas una mezcla
termoplástica, tienden a endurecerse a temperaturas inferiores
a los 0 ºC. Aun así, conservan
cierto grado de flexibilidad entre
–10 ºC y –15 ºC las de PVC, y hasta –30 ºC la VEMEX y las AFUMEX
(Prysmian).
– Tubo de plomo (cables papel impregnado).
Las pantallas se designan con la letra H.
•฀ Cinta de poliéster. Se trata de una cinta de fajado que cubre la pantalla evitando que, en el proceso de fabricación, la extrusión de la cubierta penetre
entre los hilos dificultando la retirada de la misma a la hora de confeccionar
accesorios.
•฀ Cubierta exterior. Se compone de elementos de protección mecánica, no metálicos, que sirven para proteger al cable frente a agentes exteriores dañinos, ya
sean de tipo químico, biológico, atmosférico, abrasivo, etc.
Los materiales más usados como cubiertas son:
Material
Abreviatura
Policloruro de vinilo (PVC)
V
Polietileno termoplástico (PE)
E
Policloropreno (PCP) (neopreno)
N
Poliolefina
Z1
Las capas mencionadas aparecen en la mayor parte de los cables eléctricos; sin
embargo, pueden ser necesarios otros elementos en función de las características
particulares de cada cable. Un caso de singular importancia es el del cable tripolar, este está constituido por tres almas o venas conductoras independientes
reunidas bajo un envolvente común.
Relleno o cubierta interior
Armadura
La única precaución a considerar
es que las operaciones de tendido
de los cables no deben realizarse a
temperaturas inferiores a los 0 ºC.
Si un cable está fijo y no está
sometido a golpes o vibraciones,
puede soportar sin daño temperaturas de hasta –50 ºC.
saber más
El fleje es una cinta, originariamente metálica, utilizada para
precintar el embalaje de diversos
productos, mayormente productos pesados. La principal característica de esta cinta es su resistencia a la tracción.
Se denomina alambre a todo
tipo de hilo delgado que se obtiene por estiramiento de diferentes
metales de acuerdo con la propiedad de ductilidad que poseen. Los
principales metales para la producción de alambre son: hierro, cobre,
latón, plata, aluminio, entre otros.
Sin embargo, antiguamente se
llamaba alambre al cobre y a sus
aleaciones de bronce y latón.
Cubierta exterior
a
Figura 1.4. Cable tripolar de MT. (Cortesía de Prysmian).
En los cables tripolares, además de las capas ya mencionadas, aparecen otras capas
adicionales:
•฀ Relleno o cubierta interior. Capa que se aplica en los cables tripolares para
dar forma cilíndrica al conjunto de los conductores aislados y apantallados.
En el caso de que la pantalla y la armadura estén constituidas por materiales
diferentes, deberán estar separadas por una cubierta estanca.
•฀ Armadura. Recubrimiento metálico destinado a proteger el cable contra las
acciones mecánicas exteriores.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 1
12
Está constituida por flejes o alambres metálicos dispuestos sobre un asiento
apropiado bajo la cubierta exterior, así la armadura queda protegida frente a la
corrosión química o electrolítica. Generalmente, las armaduras de alambres se
sujetan mediante una contraespira.
a
Figura 1.5. Cable tripolar con armadura de acero. (Cortesía de Eupen).
La armadura asume diversas funciones entre las que cabe distinguir:
– Refuerzo mecánico, aconsejable según la forma de instalación y utilización.
– Pantalla eléctrica antiaccidentes.
– Barrera de protección contra roedores, insectos o larvas.
Los tipos de armadura utilizados son los siguientes:
– Para cables tripolares, dos flejes de hierro (tipo F) y una corona de alambres
de acero (tipo M).
caso práctico inicial
La designación de los cables aislados de MT se puede realizar atendiendo a la tabla de esta página
y a las normas de designación del
apartado 1.2.
– Para cables unipolares, dos flejes de aluminio y sus aleaciones (tipo FA), y
una corona de alambres de aluminio y sus aleaciones (tipo MA).
Para finalizar este apartado se presenta la siguiente tabla donde se resume la variedad de materiales empleados en la constitución de cables eléctricos, así como
su letra identificativa.
Aislamiento
Protecciones metálicas (armaduras)
Cubiertas
Policloruro de vinilo (PVC), V
Pantalla conjunta, O
Polietileno termoplástico (PE), E
Flejes de acero o hierro, F
Policloruro de vinilo (PVC), V
Alambres de acero o hierro, M
Policloropreno (PCP) (neopreno), N
Alambres de hierro recubiertos de PVC, MV
Polietileno clorosulfurado (CSP), I
Alambres de aluminio, MA
Poliolefina, Z1
Flejes de aluminio, FA
Poliuterano, Q
Pletinas de acero o hierro, Q
Goma natural, R
Pletinas de aluminio, QA
Goma silicona, S
Polietileno (PE), E
Poliolefina, Z1
Polietileno reticulado (XLPE), R
Etileno-propileno (EPR), D
Tubo de plomo, P
Tubo liso de aluminio, A
Etileno-propileno de alto módulo (HEPR)
Tubo corrugado de aluminio, AW
Tubo corrugado de cobre, CW
Cables de campo radial:
Pantalla metálica individual: H
Pantalla metálica individual y conjunta sobre el conjunto de los conductores aislados cableados: HO
Cuerda convencional redonda: . .................sin indicación
Cuerda compacta:......................................K
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cables eléctricos para baja y alta tensión
13
1.2. Normas para la designación de cables en MT
El orden de designación de las distintas capas de un cable de MT será desde la
capa más interior (aislamiento) hacia la más exterior (cubierta), siendo lo más
habitual la designación aislante, pantalla y cubierta. En los cables que presenten
capas de relleno y/o armaduras, se designarán estas según aparezcan en el orden
ya mencionado.
Algunas cuestiones al respecto son:
•฀ Las capas semiconductoras no se designan.
•฀ Si la cuerda conductora es compacta, se designa mediante la letra K junto a la
sección (no siempre se hace).
•฀ Posteriormente se designará el nivel de aislamiento del cable y se indicará la
sección del conductor y su naturaleza (si es cobre no se designa, si es aluminio
se indicará Al).
saber más
EJEMPLO
Los cables unipolares se designan
anteponiendo siempre:
Designar y dibujar los siguientes cables:
a) Cable unipolar de Cu de 50 mm2 de sección en cuerda compacta, aislado con
polietileno reticulado para un nivel de aislamiento de 12/20 kV, protegido con
pantalla de Cu y cubierta exterior de policloropreno.
Cu de 50 mm2
N
H
1 × sección
Los cables multipolares se designan anteponiendo siempre:
nº conductores x sección
Así, una línea 3F realizada con
conductores unipolares de sección
16 mm2 se designaría:
3 × (1 x 16 mm2)
R
Si la misma línea se realizara con
cable multipolar la designación
sería:
RHN 12/20 kV 1 x 50 K
3 × 16 mm2
b) Cable tripolar de aislamiento seco de XLPE con pantalla metálica individual,
relleno o cubierta interna de PVC, armadura de alambres de Fe y cubierta
exterior de PVC. Las tensiones nominales de aislamiento fase-tierra/fase-fase,
son 12/20 kV.
Capas semiconductoras
externa e interna
V
M
V
H
R
Conductor de AI
cuerda compacta
150 mm2 de sección
RHVMV 12/20 kV 3 x 150 Al
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 1
14
1.3. Concepto de cable de campo radial y campo no radial
Un cable es de campo radial cuando las líneas del campo eléctrico son radiales,
y determinan superficies equipotenciales cilíndricas y concéntricas en el núcleo.
En los cables unipolares la pantalla hace que el campo eléctrico en el interior sea
radial.
Pantallas
individuales
1.6. Reparto en todo momento de las líneas
de fuerza en un cable de campo radial.
a Figura
Un cable se dice de campo no radial cuando la pantalla rodea al conjunto de los
conductores. En tal disposición, si los núcleos son alimentados por un sistema
polifásico, el campo eléctrico en un punto cualquiera del aislante es variable,
no sólo en magnitud, sino también en dirección, presentando una componente
tangencial no despreciable.
Pantalla
conjunta
Reparto en un instante determinado de
las líneas de fuerza en un cable de campo no radial.
a Figura 1.7.
Para suprimir la componente tangencial del campo y obtener un cable de campo
radial, cada conductor debe poseer su propia pantalla individual.
1.4. Tensión máxima permanente para cables de BT y MT
Uo
U
Uo
U
Es conveniente saber qué valor máximo de tensión pueden soportar los cables de forma continua, especialmente en redes de MT. Para cables a partir
de 1kV, la UNE 20435 define los siguientes valores nominales en corriente
alterna:
•฀ Uo. Tensión nominal eficaz a frecuencia industrial, entre cada conductor y la
pantalla o la cubierta, para la que se ha diseñado el cable y sus accesorios.
1.8. Tensiones nominales
en un cable tripolar. (Cortesía de
Prysmian).
a Figura
•฀ U. Tensión nominal eficaz a frecuencia industrial, entre dos conductores cualesquiera, para la que se ha diseñado el cable y sus accesorios.
En una red de 12/20 kV se tendría Uo = 12 kV y U = 20 kV.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cables eléctricos para baja y alta tensión
15
Como se subraya en el texto estos valores son nominales, valores de referencia
que sirven también para definir los ensayos eléctricos. No quiere decir esto que
U sea el valor máximo al que puede trabajar el cable, ese valor viene definido
por Um.
•฀ Um. Tensión máxima eficaz a frecuencia industrial, entre dos conductores cualesquiera, para la que se ha diseñado el cable y sus accesorios. Es el valor eficaz
más elevado de la tensión que puede ser soportado en condiciones normales de
explotación, en cualquier instante y en cualquier punto de la red.
La norma UNE 21176 (Guía de utilización de cables armonizados de BT) recoge las
condiciones límite de tensión para las que han sido diseñados los cables armonizados hasta 450/750 V, es decir, los cables de uso más común.
También pueden definirse:
•฀ Uo. Valor nominal de tensión eficaz entre un conductor aislado y tierra (recubrimiento metálico del cable o el medio circundante).
•฀ U. Valor nominal de la tensión eficaz entre dos conductores de fase cualquiera
de un cable multiconductor o de un sistema de cables unipolares.
Según los parámetros definidos, las tensiones máximas deben cumplir los siguientes requisitos:
•฀ Tensión máxima: (x 1,1) 495/825 V en alterna (10%).
•฀ Tensión máxima: (x 1,5) 675/1125 V en continua (50%).
En las siguientes tablas se pueden ver los valores máximos de tensión:
•฀ Respecto a BT:
Valores nominales
de tensión U0/U (V)
Valores máximos
eficaces de tensión
alterna (V)
Valores máximos
eficaces de tensión
continua (V)
100/100
110/110
150/150
300/500
330/550
450/750
450/750
495/825
675/1 125
caso práctico inicial
Los niveles de tensión para los diferentes cables se pueden ver en las
tablas relativas a BT y a AT.
•฀ Respecto a AT:
Tensión nominal
de cables y accesorios
U0/U (kV)
Tensión máxima
eficaz
Um (kV)
0,6/1
1,2
1,8/3
3,6
3,6/6
7,2
6/10
12
8,7/15
17,5
12/20
24
15/25
30
18/30
36
26/45
52
36/66
72,25
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 1
16
1.5. Comportamiento de los cables frente al fuego
saber más
No propagador de la llama
Retarda la propagación de la llama
gracias a su capacidad de autoextinción.
No propagador
de incendio
Limita la posibilidad de que el
cable actúe como elemento de
propagación del fuego en caso de
incendio.
A lo largo de los últimos años, se han ido desarrollando nuevas cubiertas para
los cables de MT, consiguiéndose comportamientos frente al fuego cada vez más
seguros.
Según lo anterior, una clasificación de cables sería:
•฀ Cables de seguridad (S). Se distinguen con una franja longitudinal gris sobre
la cubierta roja.
Cumplen los requisitos:
– Son libres de halógenos y sus gases poseen baja acidez y corrosividad.
– Son no propagadores de la llama.
Libre de halógenos
Limita los riesgos por inhalación de
gases ácidos en incendio de edificios habitados. En su combustión
genera una cantidad mínima de
monóxido de carbono, dióxido de
carbono y ácido clorhídrico (inferior al 0,5 % frente al 30 % del
cable convencional).
Baja emisión de gases
corrosivos
Evita los efectos de los gases
emitidos en la combustión sobre
equipos o circuitos electrónicos e
informáticos
Opacidad de los humos
Desprende humo casi transparente (transmitancia lumínica superior
al 60 % tras el ensayo en cabina
según la norma UN-EN 50268),
permitiendo disponer de visibilidad en caso de incendio. De este
modo, se facilita la completa evacuación de edificio, así como el
acceso por parte de los bomberos.
a Figura 1.9. (Arriba) Cable HEPRZ1 (S) Al H75. (Cortesía General Cable). (Abajo) Cable HEPRZ1
(S) Al cubierta FLAMEX. (Cortesía Prysmian).
•฀ Cable de alta seguridad (AS). Se distinguen con una franja longitudinal verde
sobre la cubierta roja.
Cumplen los requisitos:
– Son libres de halógenos y sus gases poseen baja acidez y corrosividad.
– Son no propagadores de la llama.
– No propagador del incendio (categoría B).
a Figura 1.10. (Derecha) Cable HEPRZ1 (AS) Al H75. (Cortesía General Cable). (Izquierda) Cable
HEPRZ1 (AS) Al cubierta FLAMEX. (Cortesía Prysmian).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cables eléctricos para baja y alta tensión
17
•฀ Cables libres de halógenos resistentes al fuego (AS+). Estos cables tienen
las mismas características y especificaciones relativas a emisión de humos
(toxicidad, corrosividad y opacidad) que los (AS), pero, además, mantienen el
servicio durante y después de un fuego prolongado, a pesar de que durante el
fuego se destruyan los materiales orgánicos del cable en la zona afectada.
Esta característica permite mantener el servicio eléctrico para los elementos de
emergencia de las instalaciones, de forma especial para aquellos servicios esenciales en caso de incendio.
PROPIEDADES
Cables
cubierta
VEMEX
(DMZ1)
Cables (S)
cubierta
FLAMEX
(DMZ2)
a Figura 1.11. Cable tipo AS+. (Cortesía de Draka).
Cables (AS)
capa
retardante +
cubierta
FLAMEX
(DMZ2)
No propagación de la llama
UNE-EN 50265
No
Sí
Sí
No propagación del incendio
UNE-EN 50266-2-3
No
No
Sí
Libre de halógenos y gases ácidos
UNE-EN 50267 (HCL < 0,5 %)
Sí
Sí
Sí
Opacidad de humos
UNE-EN 50268 (T >60 %)
Sí
Sí
Sí
a Figura 1.12. Comparativa
de distintas versiones de cables de MT en cuanto a su comportamiento frente al fuego. (Cortesía de Prysmian).
1.6. Necesidad de terminaciones en cables de MT
Al retirar de un cable todas sus capas protectoras, este queda expuesto a la humedad y, sobre todo, a la acción del campo eléctrico entre dos conductores muy próximos y sometidos a gran tensión. Todo ello podría llevar a una excesiva ionización
del aire (el aire se vuelve conductor), estableciéndose un arco eléctrico entre los
conductores. Es importante recordar que el arco eléctrico es uno de los principales
riesgos a los que se ven expuestos los trabajadores de instalaciones eléctricas. Al
crearse un arco, se desencadena una fuerte liberación de energía, dando lugar a
incidentes tales como disparo de las protecciones, deterioro de los materiales o
posible accidente eléctrico. Esto se traduce en pérdidas económicas (sustitución de
materiales y horas de trabajo) y en la interrupción del suministro eléctrico.
Para evitar estos fenómenos, las terminaciones de los cables deben estar convenientemente preparadas y cumplir funciones como:
•฀ Reducir y distribuir el campo eléctrico que se produce en las conexiones al
suprimirse la pantalla de los cables.
•฀ Conseguir un cierre hermético del final del cable impidiendo la entrada de humedad y la pérdida de aceite, esto último si el cable fuera de papel impregnado.
•฀ Proteger adecuadamente la trifurcación de las venas conductoras si fuera el
caso de un cable tripolar.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 1
18
Hoy día existe una gran variedad de terminaciones para cables de MT, siendo las
más utilizadas:
a) Termorretráctil (en desuso).
b) Retráctil en frío (silicona).
c) Conos enchufables.
De las tres terminaciones mencionadas, la retráctil en frío de silicona es la más
utilizada, tanto en interior como en exterior. En terminaciones a la intemperie,
la silicona es el material más adecuado ya que, frente al comportamiento hidrofílico (propiedad de de atraer el agua) de otros materiales, la silicona presenta un
comportamiento hidrofóbico (propiedad de repeler el agua) que impide el camino
superficial de la corriente por el aislador.
a Figura 1.13. Comportamiento hidrofólico. (Cortesía de PFISTERER
SEFAG AG).
a Figura 1.14. Terminación de cable MT aplicada a una derivación aéreosubterránea (izquierda), cono o conector enchufable (derecha).
Al realizar una terminación en MT se deben seguir de forma rigurosa las indicaciones que marca el fabricante.
ACTIVIDADES
1. Los cables que mantienen el servicio prolongado durante y después de un fuego son designados con:
a. S.
b. AS.
c. AS+.
2. ¿Qué utiliza un cable designado como RZ1 como capa de aislamiento y como cubierta?
a. Como capa de aislamiento XLPE y como cubierta Z1.
b. Como capa de aislamiento Z1 y como cubierta XLPE.
c. Es un cable en trenza con aislamiento Z1.
3. ¿Qué aislamiento tiene un cable multipolar designado como: H05 RN-F?
a. Goma natural.
b. Etileno propileno.
c. Goma de silicona.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cables eléctricos para baja y alta tensión
19
2. Cable eléctrico de baja tensión
2.1. Designación de cables de BT y su representación
gráfica
Para definir un cable de baja tensión (BT) habrá que tener en cuenta dos aspectos: por un lado el sistema de distribución y por otro las características del
conductor.
saber más
•฀ Definir el sistema de distribución:
a) Circuito de CC de 110 V con
dos conductores de 125 mm2
de Al.
Se parte de una línea que representa el cable. Sobre ella se especifica:
Otros ejemplos de designación y
representación son:
– Tipo de corriente: continua (–) o alterna (~).
-- 110 V
– Si posee neutro (N).
– Si es trifásico (3) o monofásico (nada en este caso).
La frecuencia (50 Hz) y la tensión de alimentación que corresponda.
•฀ Definir las características del conductor:
Bajo la línea que representa el cable se especifican dos aspectos:
2 x 125 mm2 Al
b) Circuito de CA trifásico a una
frecuencia de 50 Hz, a 400 V y
tres conductores de 50 mm2 de
Cu.
– Los conductores de la misma sección (número de conductores por sección,
ya sean de Cu o Al).
3 ~ 50 Hz, 400 V
3 x 50 mm2 Cu
– Los conductores de distinta sección (número de conductores por sección,
ya sean de Cu o Al).
Para denominar los conductores se utiliza la siguiente nomenclatura:
– Fases: L1, L2, L3 (UNE ) R, S, T (DIN).
– Neutro: N.
– Conductor de tierra: E, T.
– Conductor de protección: PE.
Según lo anterior, por ejemplo, para un circuito de CA trifásico a una frecuencia
de 50 Hz, a 400 V, que conste de tres conductores de 125 mm2 más neutro de
50 mm2, siendo todos de cobre, quedaría:
3N ~ 50 Hz, 400 V
3x125 mm2 Cu + 1 x 50 mm2 Cu
ACTIVIDADES
4. Designar y representar los siguientes cables:
a. Línea monofásica de CA con dos conductores de 6 mm2 de aluminio.
b. Línea monofásica de CA con dos conductores de 6 mm2 más tierra, todos ellos de cobre
c. Línea 3F+N de cuatro conductores de 6 mm2 más tierra de 6 mm2, todos ellos de cobre.
d. Línea 3F+N de tres conductores de fase de 16 mm2, neutro y tierra de 10 mm2, todos ellos de cobre.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 1
20
2.2. Clases de conductores para Cu y para Al.
Norma UNE 21022
Los conductores pueden clasificarse según su grado de flexibilidad o rigidez dando
lugar a las siguientes clases:
•฀ Clase 1. Conductor rígido de un solo alambre (- U ).
•฀ Clase 2. Conductor rígido de varios alambres cableados (- R ).
•฀ Clase 5. Conductor flexible de varios alambres finos.
– No apto para usos móviles (- K ).
– Apto para usos móviles (- F ).
•฀ Clase 6. Conductor extraflexible para usos móviles (- H ).
2.3. Designación normalizada de cables para 0,6/1 kV.
Cables para transporte de energía con dieléctricos
secos. Norma UNE 21123
Los materiales utilizados en cables de BT para 0,6/1 kV, así como su letra identificativa, se exponen en la siguiente tabla:
Aislamiento
Cubiertas
Protecciones
Policloruro de vinilo
(PVC), V
Polietileno termoplástico
(PE), E
Cables apantallados, O
Polietileno Reticulado
(XLPE), R
Policloruro de vinilo
(PVC), V
Armadura de flejes de acero, F
Policloropreno (neopreno)
(PCP), N
Armadura de alambres
de acero, M
Polietileno clorosulfonado
(CSP), I
Armadura de alambres
de Al, MA
Etileno-propileno (EPR), D
Armadura de flejes de Al, FA
Poliolefina, Z1
Las normas para la designación de los cables son las mismas que las descritas para los cables
de MT.
EJEMPLO
Designar y dibujar los siguientes cables:
a) Cable de un conductor de Al, de 50 mm2, aislado con XLPE y con cubierta
exterior de poliolefina (clase 5, flexible para servicios fijos).
R
Z1
XLPE
Poliolefina
1 x 50 mm2 Al
RZ1-K 0,6/1 kV 1 x 50 Al
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cables eléctricos para baja y alta tensión
21
b) Cable de tres conductores de Al, 150 mm2, neutro de sección reducida, aislado con XLPE, armado con fleje de acero y cubierta exterior de PVC.
3 x 150 / 95 mm2 Al
R
F
V
RFV 0,6/1 kV 3x150/95 Al K
c) Cable de tres conductores de cobre de 70 mm 2 de fase con neutro de
35 mm2, aislado con EPR, armado con flejes de acero, cubierta interior y
exterior de PVC (clase 2).
D
V
F
V
DVFV-R 0,6/1 kV 3x70/35
Es importante recordar que el aislamiento de los cables suele tener una función
eléctrica, separar la parte activa (conductor) de su entorno. Por otro lado, las cubiertas tienen, sobre todo, la función mecánica de proteger el cable de eventuales
agresiones durante el tendido y la posterior vida útil.
Afumex 1000 V (AS)
RZ1-K 0,6 /1 kV
(unipolar)
Afumex 1000 V (AS)
RZ1-K 0,6 /1 kV
(multipolar)
3
2
1
3
2
1
1. Conductor de cobre flexible
1. Conductor de cobre flexible
2. Aislamiento de XLPE (colores)
2. Aislamiento de XLPE (negro)
3. Cubierta Afumex (Z1) con franja
3. Cubierta Afumex (Z1) con franja
de
color
según
sección
de color según sección
a Figura 1.15. Nomenclatura de cubierta y aislamiento.
Los cables con aislamiento y cubierta unipolares no tienen asignadas diferentes coloraciones (su aislamiento es normalmente siempre negro y la cubierta
negra en la mayoría de los casos), de ahí que su identificación sea un poco más
laboriosa.
El REBT no dice nada acerca de ello, pero sí la guía técnica de aplicación del
REBT en el punto 2.2.4, dejando en manos del instalador la posibilidad de identificar el cable mediante algún señalizador.
caso práctico inicial
En cables de 0,6/1 kV con aislamiento y cubierta, unipolares o
multipolares, el código de colores
para la identificación de los cables
queda un tanto ambiguo, dependerá por tanto del fabricante.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 1
22
En la actualidad, el cable tradicional de aluminio RV empleado en distribución de
energía en BT está siendo sustituido por una nueva versión con cubierta de poliolefina RZ1-XZ1 (cubierta Flamex de Prysmian). En la tabla adjunta se muestra
el comportamiento de estos cables (0.6/1 kV) frente al fuego.
CARACTERÍSTICAS DE LOS DIFERENTES TIPOS DE CABLES
CONVENCIONAL
Libre de halógenos
Convencional
Seguridad
(S)
Cubierta PVC
(DMV 18)
Conductor Al
compacto
Aislamiento
XLPE
Alta seguridad
(AS)
(AS+)
Resistente al fuego 1)
No propagador del incendio 2)
Bajo emisión humos 3)
NUEVO
Libre de halógenos 4)
No propagador de la llama 5)
1) ensayo realizado según la nomra UNE-EN 50200
Cubierta Poliolefina
ignífuga (DMO 1)
Conductor Al
compacto
Aislamiento
XLPE
a Figura 1.16. Cable convencional
(RV) y nuevo cable (S). (Cortesía de
Prysmian).
2) ensayo realizado según la nomra UNE-EN 50266
3) ensayo realizado según la nomra UNE-EN 61034
MENOS SEGURO
MÁS SEGURO
4) ensayo realizado según la nomra UNE-EN 50267
5) ensayo realizado según la nomra UNE-EN 60332-1-2
1.17. Comparativa de cables de acuerdo con su comportamiento frente al fuego. (Cortesía de Prysmian).
a Figura
2.4. Designación de cables eléctricos de tensión asignada
hasta 450/750 V
Los cables eléctricos aislados de tensión asignada hasta 450/750 V se designan
según las especificaciones de la norma UNE 20434 (Sistema de designación de los
cables). Estas especificaciones corresponden a un sistema armonizado (Documento
de armonización HD 361 de CENELEC) y, por lo tanto, son de aplicación en todos
los países de la Unión Europea.
El sistema utilizado para la designación de un cable consta de tres bloques y, en
su conjunto, es una secuencia de símbolos donde cada uno de ellos, según su posición, tiene un significado previamente establecido en la norma.
EJEMPLO
Explicar cada bloque en el cable: H07RN-K 4x16
H. Cable según normas
07. Tensión nominal del aislamiento
R. Aislamiento
N. Cubierta
–K. Cable flexible para instalación fija. Clase 5
4 x16. Multipolar de cuatro conductores de 16 mm2 de sección
En la tabla de la página siguiente se han incluido todos los símbolos utilizados en
la denominación de los tipos constructivos de cables de uso general.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cables eléctricos para baja y alta tensión
Parte
Posición
Referencia
Símbolo
1
Normalización
H
ES-N o ES
2
Tensión
asignada Uo/U
01
03
05
07
100/100 V
300/300 V
300/500 V
450/750 V
V
V2
V3
V4
B
G
N2
R
S
Z
Z1
Polidoruro de vinilo (PVC)
Mezcla de PVC (servicio de 90 °C)
Mezcla de PVC (servicio de baja temperatura)
Policloruro de vinilo (reticulado)
Goma de etileno-propileno
Etileno-acetato de virilo
Mezcla especial de policloropreno
Goma natural o goma de estirano-butadieno
Goma de silicona
Mezcla reticulada a base de poliolefina con baja emisión de gases corrosivos y humos
Mezcla termoplástica a base de poliolefina, con baja emisión de gases corrosivos y
humos
1
Aspectos
generales
3
Tipo
de
aislamiento
4
Revestimientos
metálicos
2
Constitución
del cable
generalmente
según una
secuencia radial,
partiendo
del material
de aislamiento
23
5
Cubierta
y envolvente
no metálico
A continuación,
después
de un guión,
forma del
conductor
o de los
conductores
C4
V
V2
V4
V5
B
G
J
N
N4
N8
Q
R
S
T
Z
Z1
D3
Ninguno
H
H2
H6
H7
H8
6
7
8
9
Significado
Cables según normas armonizadas
Cable de tipo nacional (no existe norma armonizada)
Pantalla de cobre en forma de trenza, sobre el conjunto de los conductores aislados
reunidos
Polidoruro de vinilo (PVC)
Mezcla de PVC (servicio de 90 °C)
Polidoruro de vinilo (reticulado)
Mezcla de PVC (resistente al aceite)
Goma de etileno-propileno
Etileno-acetato de virilo
Trenza de fibra de vidrio
Policloropreno (o producto equivalente)
Polietileno clorosulforado
Policloropreno especial, resistene al agua
Poliuretano
Goma natural o goma de estireno butadieno
Goma de silicona
Trenza textil, impregnada o no, sobre conductores aislados
Mezcla reticulado a base de poliolefina con baja emisión de gases corrosivos y humos
Mezcla termoplástica a base de poliolefina con baja emisión de gases acorrosivos y
humos
Elemento portador constituido por uno o varios componentes (metálicos o textiles)
situados en el centro de un cable redondo o repartidos en el interior de un cable
plano
Cable cilíndrico
Cables planos, con o sin cubierta, cuyos conductores aislados pueden separarse
Cables planos comprendiendo tres conductores aislados o más
Doble capa de aislamiento extruida
Cable extensible
-D
-E
-F
-H
-K
-R
-U
-Y
Flexible para uso en cables de máquinas de soldar
Muy flexible para uso en cables de máquinas de soldar
Flexible de varios alambres finos para servicios móviles (clase 5 de UNE 21022)
Extraflexible (clase 6 de UNE 21022)
Flexible de varios alambres finos para servicios fijos (clase 5 de UNE 21022)
Rígido, de sección circular, de varios alambres cableados (clase 2 de UNE 21022)
Rígido, de sección circular, de un solo alambre (clase 1 de UNE 21022)
Formado por cintas de cobre arrolladas en hélice alrededor de un soporte textil
N
X
G
Número de conductores (1, 2, 3,..., n)
Signo «X» en ausencia de conductor amarillo/verde, Símbolo «G», sustituye al «X» si
existe un conductor amarillo/verde
3
Número y sección
nominal de los
conductores
10
Sección
nominal
mm2
Sección nominal
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 1
24
saber más
EJEMPLOS
¿Utilización
de cables unipolares
o multiconductores?
■ Definir las características del siguiente cable:
(Extracto de artículo técnico editado por Prysmian.)
T
R
S
N
?
R
S
T
N
Una vez obtenida la sección de los
conductores de una línea eléctrica, en ocasiones, queda en manos
del instalador elegir cables de
0,6/1 kV unipolares o multipolares. Hay criterios técnicos que nos
pueden ayudar:
PRIMERO. Si una línea ha sido
calculada para utilizar un cable
multiconductor, también pueden
usarse cables unipolares, ya que
estos últimos soportan mayor
intensidad admisible que los multiconductores. Si se quiere hacer a
la inversa, deben hacerse las comprobaciones necesarias.
SEGUNDO. Cuando existe la
posibilidad de confusión entre los
conductores de un circuito y los
del otro, se recomienda el uso de
cables multiconductores, así cada
cable contendrá todos los conductores de un solo circuito.
TERCERO. En la manipulación de
los cables, los multiconductores
precisan de bobinas más voluminosas y pesadas, y su tendido
exige radios mínimos de curvatura
muy superiores a los de cables unipolares. Por tanto, cuando se trate
de tendidos interiores con limitaciones de espacio, se optará por
cables unipolares.
Nota. Para conocer los radios
mínimos de curvatura de los cables
de BT, se deben consultar los catálogos de los fabricantes.
PRYSMIAN AFUMEX PLUS ES07Z1-K (AS) 1 x 2,5 mm2 AENOR
PRYSMIAN. Nombre del fabricante. Es obligatorio; sin embargo, si está
legalmente protegido, también puede figurar el número de identificación
del fabricante.
AFUMEX PLUS. Nombre comercial. Opcional.
ES. Cable de fabricación nacional para el que no existe norma armonizada.
07. Tensión nominal 450/750 V.
Z1. Aislamiento de mezcla termoplástica con base de poliolefina. Baja emisión
de gases corrosivos y humos.
-K. Flexible para instalaciones fijas (clase 5, UNE EN 60228).
(AS). Cable de alta seguridad.
Esta marca es obligatoria desde 2004 para este tipo de cables. Denota su especial comportamiento frente al fuego.
1 x 2,5 mm². Sección nominal del conductor.
No es obligatorio por norma su marcado en cables de 450/750 V sin cubierta.
AENOR. Es opcional y se suele inscribir cuando el cable está certificado por
AENOR (Asociación Española de Normalización y Certificación). Es importante
recordar que AENOR es una entidad dedicada a la normalización y la certificación (N + C) en todos los sectores industriales y de servicios.
■ Definir las características del cable: H07V – R 1x50 mm2.
H. Cable según normas armonizadas.
07. Tensión nominal del aislamiento 450/750 V.
V. Aislamiento de policloruro de vinilo.
-R. Rígido de sección circular, de varios alambres cableados.
1 x 50 mm². Unipolar de 50 mm2 de sección.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cables eléctricos para baja y alta tensión
25
■ Definir las características del siguiente cable: H07RN-F 3G6.
H. Cable según normas armonizadas.
07. Tensión nominal del aislamiento 450/750 V.
R. Aislamiento de goma natural o de goma estireno-butadieno.
N. Cubierta de policloropreno.
-F. Flexible para servicios móviles, clase 5.
3G6. 3 conductores de 6 mm2, uno de ellos de tierra.
Código de colores
La norma UNE 21089- 1:2002 Identificación de los conductores aislados de los cables
define el código de coloración común para todo tipo de cables.
CÓDIGO DE COLORES PARA CABLES UNIPOLARES
Conductor
Protección de tierra
Neutro
Fase
caso práctico inicial
En la tabla que se indica se puede
ver el código de colores para cables
unipolares y multipolares.
Color
Bicolor, amarillo verde
Azul
Negro marrón o gris
CÓDIGO DE COLORES PARA CABLES MULTIPOLARES
UNE 21089-1:2002 modifica UNE 21123-1
N° Conductores
Código de colores
Con conductor de protección
Sin conductor de protección
Azul claro
2
Marrón
3
Amarillo-Verde
Azul claro
Marrón
Gris
Marrón
Negro
4
Amarillo-Verde
Negro
Marrón
Gris
Azul claro
Marrón
Negro
Gris
5
Amarillo-Verde
Azul claro
Marrón
Gris
Negro
Azul claro
Marrón
Negro
Negro
Gris
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 1
26
ACTIVIDADES FINALES
■ 1. Designar y dibujar el siguiente cable: unipolar de Cu de 400 mm2 de sección, en cuerda compacta, aislado con
goma de EPR, apantallado, con una cubierta de separación de PVC, protegido con una armadura de flejes de Al
y una cubierta externa de material termoplástico a base de PVC. Las tensiones de aislamiento son 18 /30 kV.
■ 2. Describir y dibujar las características del cable RHVMAV 12/20 KV 3 x 50 Al.
■ 3. Designar y dibujar el siguiente cable: tripolar formado por tres conductores de aluminio de 25 mm2 de
sección, aislamiento XLPE (polietileno reticulado), apantallado, cubierta de poliolefina. Es un cable flexible
para uso fijo (clase 5). Las tensiones nominales del cable son 0,6 /1 kV.
■ 4. Describir y dibujar las características de los siguientes cables:
a) RVMAV 0,6/1 KV 3 x 150/95 Al.
c) H03Z1Z1H2-F (AS+) 2 x 0,5.
b) ES05V2-K 1 x 1.
d) H07RN-F 4G6.
■ 5. La asociación española de fabricantes de cables y conductores eléctricos y de fibra óptica facilita, a modo
de orientación, una guía de los cables que cumplen con las prescripciones de las diversas ITC-BT del Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión del 2002.
ITC-BT Tipo de instalación
06
07
Aérea
DISTRIBUCIÓN
11
ENLACE
09
ALUMBRADO
EXTERIOR
INTERIORES
20
O
RECEPTORES
26
27
Subterránea
aéreas
subterráneas
Línea general de alimentación
Derivación individual
Centralización contadores
Acometidas
aérea
Red
alimentación subterránea
Interior de los soportes
Luminarias suspendidas
Puesta a tierra
tensión asig. 450/750 V
Bajo tubo
tensión asig. 0,6/1 kV
Sobre pared o empotrado
Aéreos
tubo o canal
Huecos
contrucción directo
Canal apertura herramienta
Canal apertura sin herramienta
Bajo molduras
En bandeja
General
Locales con bañera o ducha
Acometidas
14
15
16
INTERIORES
EN VIVIENDAS
Cable habitual
Conductor aislado
Conductor desnudo
RZ (Cu o Al)
Cu duro, AL1/ST1A, AL1/A20SA
RV, XZ1 (S)
RZ (Cu o Al)
RV, XZ1 (S)
RZ1-K (AS)
H07Z1-K (AS), RZ1-K (AS)
H07Z-R, HO7Z1-R (AS)
subterráneas o aéreas con cables aislados
RZ (Cu)
RV, RV-K, RZ1-K (AS)
RV-K, RZ-1-K (AS)
RV-K, RZ-1-K (AS)
Cu desnudo, H07V-R, H07V-K, H07Z1-K (AS)
H07V-K, H07Z1-K (AS)
RV-K, RZ1-K (AS)
RV-K, RZ1-K (AS)
RZ (Cu, Al)
H07V-K, H07Z1-K (AS)
RV-K, RZ1-K (AS)
H07V-K, H07Z1-K (AS)
H05VV-F, H07ZZ-F (AS)
H07V-K, H07Z1-K (AS)
RV-K, RZ1-K (AS)
H07V-U, H07V-K, H07Z1-K (AS)
H07V-U, H07V-K, H05VV-F, H07ZZ-F (AS)
(continúa)
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cables eléctricos para baja y alta tensión
27
ACTIVIDADES FINALES
(continuación)
ITC-BT Tipo de instalación
28
LOCALES DE PÚBLICA
CONCURRENCIA
29
LOCALES
CON RIESGO
DE INCENDIO
O EXPLOSIÓN
30
LOCALES ESPECIALES
Cable habitual
General
Conexión interior de cuadros
Servicios móviles
Circuitos de servicios de seguridad
Instalación fija bajo tubo
Cables con protección mecánica
Alimentación de equipos portátiles
bajo tubo
Local
canal aislante
húmedo
sin tubo protector
bajo tubo
Local
mojado
canal aislante
Locales temperatura elevada
31
32
33
34
41
42
44
49
Locales a temperatura baja
Piscinas volúmenes 0, 1, 2
PISCINAS Y FUENTES
Fuentes volúmenes 0, 1
MÁQUINAS ELEVACIÓN General
Y TRANSPORTE
Servicios móviles al exterior
Acometidas y exteriores
PROVISIONALES Y
TEMPORALES DE OBRA Interiores
Interiores
FERIAS Y STANDS
Exteriores
Alumbrados festivos
CARAVANAS Y PARQUES Dispositivos de conexión
DE CARAVANAS
Caravanas
Contacto
con agua
PUERTOS Y MARINAS
BARCOS DE RECREO
Conexión a barcos
Suspendidos
RECEPTORES PARA
Cableado interno
ALUMBRADO
Rótulos luminosos
MUEBLES
H07Z1-K (AS), RZ1-K (AS)
ES05Z1-K (AS)
H07ZZ-F (AS)
Cables AS + (resistente al fuego)
H07V-K (además debe ser no propagador
del inciendio), H07Z1-K (AS)
RVMV-K, (además debe ser no propagador
del incendio), RZ1MZ1-K (AS)
H07RN-F, H07ZZ-F (AS)
H07V-K, HA07Z1-K (AS)
H05VV-F, H07ZZ-F (AS)
RVMV-K, RZ1MZ1-K (AS)
H07V-K, H07Z1-K (AS)
RV-K, RZ1-K (AS), H07RN-F, H07ZZ-F (AS)
T<50 °C: se aplica factor de reducción para
IMAX; T>50 °C: H07V2-K, H07G-K
(se recomienda consultar con un fabricante)
se recomienda consultar con un fabricante
igual que locales mojados
igual que locales mojados
se recomienda consultar con un fabricante
H07RN-F, DN-F
H07RN-F, H07ZZ-F (AS), DN-F
H05VV-F, H07RN-F, H07ZZ-F (AS)
H07ZZ-F (AS)
H07RN-F, H07ZZ-F (AS), DN-F
H03RN-F, H05RN-F, H05RNH2-F, H03VH7-H
H07RN-F, H07ZZ-F (AS)
H07V-K, H07V-R, H07Z1-K (AS), H05RN-F
H07RN8-F
H07RN-F, H07RN8-F
se recomienda consultar con un fabricante
cables 300/300 V (ver fabricante)
cables según UNE-EN 50143
H05VV-F, H05RR-F, H07ZZ-F (AS)
Según las tablas anteriores, comentar brevemente qué tipo de cables habría que utilizar para las siguientes instalaciones: línea general de alimentación, alumbrado festivo y circuito de seguridad de un local de pública concurrencia.
■ 6. Explicar qué diferencias hay, en cuanto a sus características, entre los cables que se citan:
a) RV.
b) XZ1.
c) RZ.
entra en internet
■ 7. Entrar en Internet y buscar los catálogos de los siguientes fabricantes de cables: Prysmian, General Cable y
Nexans. Identificar en los cables de cada catálogo, el código de designación de los mismos.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 1
28
PRÁCTICA PROFESIONAL
HERRAMIENTAS
•฀ Elemento de corte Fentecran
de la sociedad ALROC
MATERIAL
•฀ Cable Al Voltalene H Compact.
(AL RH5Z1) de Prysmian
•฀ Puente-pantalla
•฀ Trenza para puesta a tierra
•฀ Abrazadera metálica
•฀ Cinta de PVC
Corte de cubierta y pantalla
de un cable de alta tensión
OBJETIVO
Es común el manejo de herramientas y técnicas relativas a cables de baja tensión;
sin embargo no lo es tanto si hablamos de conductores de alta tensión.
El objetivo de esta práctica es dar a conocer la herramienta Fentecran de ALROC,
diseñada para realizar el corte de cubierta y pantalla en los cables Al Voltalene H
Compact. (AL RH5Z1) de alta tensión.
PRECAUCIONES
•฀ Seguir las indicaciones del fabricante en cuanto al manejo de la herramienta.
•฀ Dado que solo se pretende cortar la cubierta y la pantalla, se debe tener cuidado para no dañar el resto de capas
del cable.
DESARROLLO
1. Colocar sobre la mesa de trabajo el material necesario, fundamentalmente el cable de alta tensión y la herramienta de corte propuesta.
Figura 1.18. Elemento de corte Fentecran. (Cortesía de ALROC).
a
Figura 1.19. Cable Al Voltalene H Compact. (AL RH5Z1).
(Cortesía de Prysmian).
a
2. Corte de la cubierta del cable. Retirar la longitud de cubierta adecuada según las instrucciones del accesorio
de corte. Después ajustar la pinza corta-cubiertas Fentecran a la cubierta del cable.
Ajustar la herramienta
al corte de cubierta
PRYSMIAN
PRYSMIAN
Pinza
corta-cubiertas
Longitud extracción cubierta
Figura 1.20. Longitud de la cubierta a extraer. (Cortesía de
Prysmian).
a
a
Figura 1.21. Ajuste de la cuchilla. (Cortesía de Prysmian).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cables eléctricos para baja y alta tensión
29
3. Presionar hasta escuchar un clic (de corte). Ejercer una ligera presión hasta escuchar un clic, momento en el cual
el corte se ha efectuado. Repetir esta operación 4 veces girando la herramienta
Cortes
de cubierta
a
Figura 1.22. Cortes en la cubierta. (Cortesía de Prysmian).
4. Ajustar la palanca y abrir los 4 cortes de cubierta.
PRYSMIAN
PRYSMIAN
a
Figura 1.23. Apertura de los cortes. (Cortesía de Prysmian).
5. Introducir el puente-pantalla con relieve. Solo se usará un puente-pantalla con relieve (para empalmes) y de
trenza de puesta a tierra (para conectores separables y terminales).
PRYSMIAN
PRYSMIAN
PRYSMIAN
a
Figura 1.24. Introducción del puente-pantalla. (Cortesía de Prysmian).
6. Ajustar la cubierta y la pantalla con abrazaderas metálicas y protegerlas con cinta de PVC.
Abrazaderas
metálicas
PRYSMIAN
PRYSMIAN
PRYSMIAN
Figura 1.25. Ajuste y protección con abrazaderas metálicas y cinta de PVC. (Cortesía de
Prysmian).
a
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 1
30
MUNDO TÉCNICO
MUNDO LABORAL
Técnicas de marcado e identificación
de cables eléctricos
El reciclaje es una etapa esencial dentro de la cadena
de suministro del cobre; sin embargo, es muy difícil establecer el origen del cobre reciclado. El robo de este
material es una preocupación de alcance mundial que
crea serios problemas operacionales y de seguridad en
las redes.
Tecnología de cable antirrobo CORE-TAG®
La mayor parte de cables, y los de puesta a tierra en
particular, son construidos principalmente con cobre,
haciéndolos sumamente valiosos debido al alto valor
de reventa del cobre de recuperación.
Por lo general, cuando un cable es robado, el aislamiento que podría permitir identificar al propietario
es quemado y solo subsiste el conductor interior de
cobre. A diferencia de otras técnicas de marcaje más
complejas y costosas, la solución CORE-TAG® de Nexans emplea una banda de cobre resistente al fuego
integrada en el conductor central.
El código matriz sobre la banda cifrada, que sirve para
identificar al propietario (RFF en este caso), permite
identificar el cobre robado cuando es llevado a un chatarrero, aun después de que el aislamiento haya sido
quemado.
La presencia del marcaje CORE-TAG® dentro del cable
es inmediatamente visible con un simple examen visual
en el corte transversal del cable, tan solo es necesario
abrir una longitud de aproximadamente 25 cm para
leer el código de identificación, ya que la banda está
integrada a lo largo del conductor, siendo prácticamente imposible retirarla.
Los cables dotados del marcaje CORE-TAG® son tan
fáciles de manejar e instalar como los cables convencionales, usando las mismas herramientas y accesorios.
Este cable será instalado en la infraestructura de red en
cuatro regiones explotadas por Réseau Ferré de Francia (RFF), empresa que posee y mantiene la red ferroviaria de Francia. La tecnología de cable CORE-TAG®
también puede ser aplicada en otros sectores donde el
robo de cables sea un problema.
Recientemente, se está aplicando experimentalmente
este método en Valencia a través del proyecto europeo
Pol-Primett una nueva técnica de marcado con ADN
sintético sobre el cableado. El procedimiento consiste
en rociar el metal con un spray, el líquido contiene diminutos micropuntos que lo hacen único, permitiendo
su identificación y origen en caso de haber sido robado
y, posteriormente, recuperado.
1.27. Cable con marcado CORE-TAG® de Nexans. Emplea una banda de cobre resistente al fuego integrada en el
conductor central.
a Figura
1.26. Cable con marcado superficial, en él se pierde la
identificación si la cubierta es quemada o raspada.
a Figura
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cables eléctricos para baja y alta tensión
31
EN RESUMEN
DESIGNACIÓN DE CABLES ELÉCTRICOS DE ALTA Y BAJA TENSIÓN (AT Y BT)
Cable eléctrico aislado de MT
Cable eléctrico aislado de BT
Constitución
Normas de designación
Constitución
Normas de designación
Cables de campo radial
y no radial
Tensión máxima
permanente que soportan
los cables de BT y MT
Necesidad de
terminaciones en AT
Comportamiento de los
cables frente al fuego
•฀Designación de los cables de BT
para su representación gráfica
•฀Clases de conductor Norma UNE
21022
•฀Designación normalizada de
cables para 0,6/1 kV. Cables para
transporte de energía. UNE 21123
•฀Designación de cables eléctricos de
tensión asignada hasta 450/750 V
EVALÚA TUS CONOCIMIENTOS
1. La capa de un cable eléctrico que cumple la función
de protegerlo contra agentes exteriores dañinos es:
a. el aislamiento.
b. la pantalla.
c. la cubierta.
2. La capa de un cable eléctrico que se conecta a tierra es:
a. la pantalla.
b. la armadura.
c. la capa semiconductora.
3. Los cables de la marca Prysmian denominados
Afumex, ¿qué tipo de material emplean en su
capa externa?
a. PVC.
b. Z1.
c. XLPE.
Resuelve en tu cuaderno
o bloc de notas
4. A la tensión mínima que produce una ruptura en
un aislante, con el consiguiente paso de corriente, se la denomina:
a. tensión nominal.
b. tensión de perforación.
c. tensión máxima.
5. ¿Cuál de los materiales que se citan es termoestable?
a. Poliolefina.
b. Policloruro de vinilo.
c. Polietileno reticulado.
6. Los conductores flexibles no aptos para usos en
instalaciones móviles son denominados:
a. de clase – F.
b. de clase – K.
c. de clase – U.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
32
2
Centros
de transformación
vamos a conocer...
1. Estructura del sistema de suministro eléctrico
2. Constitución de una red de distribución
3. Aparamenta utilizada en alta tensión
4. Componentes básicos de un centro
de transformación
5. Tipos de centros de transformación
6. Centros de transformación de intemperie
7. Centros de transformación de interior
8. Elementos constitutivos del centro
de transformación prefabricado
9. Instalación de puesta a tierra (PaT) en centros
de transformación
10. Materiales de seguridad y primeros auxilios
11. Mantenimiento en los centros
de transformación
PRÁCTICA PROFESIONAL
Medición de la resistencia de puesta a tierra.
Uso del telurómetro
MUNDO TÉCNICO
Mejora de la resistividad del terreno
en las puestas a tierra
y al finalizar esta unidad...
Describirás las partes que constituyen el sistema
de suministro eléctrico.
Diferenciarás las partes de una red de
distribución.
Conocerás la aparamenta utilizada en AT.
Identificarás los tipos de centros de
transformación.
Reconocerás los esquemas y las partes básicas
de un centro de transformación.
Conocerás los sistemas de puesta a tierra a
realizar en un centro de transformación.
Conocerás los conceptos de tensión de paso y
de contacto, y analizarás los métodos para
minimizar sus efectos.
Conocerás los materiales de seguridad y
primeros auxilios que debemos encontrar en un
centro de transformación.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 2
33
CASO PRÁCTICO INICIAL
situación de partida
Isabel ha sido contratada por la empresa La ibérica de electricidad,
dedicada a la distribución de energía eléctrica. Su trabajo, entre
otros, consistirá en revisar las líneas de distribución y los centros
de transformación en la zona en la que opera dicha empresa.
Como técnica en instalaciones eléctricas y automáticas, Isabel
conoce la estructura del sistema eléctrico; sin embargo, tendrá
que poner al día sus conocimientos sobre redes de distribución y
aparamenta de protección. Además de lo anterior, también será
importante conocer los distintos tipos de centros de transformación que pueda encontrar, sus características, maniobras a realizar
y protecciones. Entre sus apuntes ha podido encontrar informa-
ción referente al sistema eléctrico y a los centros de transformación, algunos aspectos importantes son:
•฀ los฀esquemas฀de฀las฀redes฀de฀distribución,฀
•฀ los฀tipos฀de฀líneas฀aéreas,฀
•฀ los฀elementos฀de฀la฀red฀de฀distribución,
•฀ la฀aparamenta,
•฀ los฀tipos฀de฀centros฀de฀transformación,฀sus฀características฀y฀sus฀
protecciones,
•฀ la฀puesta฀a฀tierra฀en฀los฀centros฀de฀transformación.
estudio del caso
Antes de empezar a leer esta unidad de trabajo, puedes contestar las dos primeras preguntas. Después analiza cada
punto del tema con el objetivo de contestar el resto de preguntas de este caso práctico.
1. ¿Sabrías decir dónde se genera la energía eléctrica?
2. ¿Qué utilidad tienen las líneas eléctricas?
9. ¿Qué tipos de centros de transformación podemos
encontrar?
3. ¿Puedes indicar los parámetros que definen un sistema eléctrico?
10. ¿Qué dimensiones deben tener los pasillos y zonas de
protección en un CT?
4. ¿A qué categoría, según el RLAT, pertenecen las líneas de MT de distribución?
11. ¿Qué tipo de conductor se utiliza en las conexiones
del transformador MT y del transformador BT en un
CT?
5. ¿Existen líneas de distribución en BT?
6. ¿Qué tipo de conexiones pueden darse en las redes
de distribución?
7. ¿Qué diferencia a un seccionador de un interruptor?
12. ¿Qué elementos conectamos a la PaT de un CT?
13. ¿Qué materiales de seguridad debemos tener en los
CT?
8. ¿Cuáles son los componentes básicos en un centro
de transformación?
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 2
34
1. Estructura del sistema de suministro
eléctrico
caso práctico inicial
Isabel deberá conocer la estructura del sistema eléctrico, así como
los parámetros característicos de
la red en cada fase del transporte. Como se verá más adelante,
los centros de transformación son
elementos básicos en este sistema.
La energía eléctrica producida en las centrales o en instalaciones eólicas, solares, etc. no se puede almacenar, por ello es necesario transportarla desde el centro
de producción hasta el lugar de consumo de un modo rápido y eficiente.
Se define el sistema eléctrico como el conjunto de centrales generadoras de energía, estaciones, subestaciones, redes de transporte y distribución que permiten el
suministro de energía eléctrica, desde la generación hasta los puntos de consumo,
en condiciones adecuadas de tensión, frecuencia y disponibilidad. Además, este
conjunto debe incluir los mecanismos de control, seguridad y protección necesarios.
El sistema de suministro eléctrico se divide en:
•฀ Producción. Constituido por las centrales generadoras. Las principales son
térmicas, de ciclo combinado, hidráulicas, nucleares, fotovoltaicas y eólicas.
a
Figura 2.1. Parque eólico para la producción de energía eléctrica.
•฀ Transporte. Conjunto de redes eléctricas con la función de conectar las centrales generadoras, desde las estaciones transformadoras elevadoras (EE), con
las estaciones transformadoras reductoras (ER). Se utiliza para transportar
energía eléctrica a grandes distancias. Los valores de tensión en esta fase son
elevados: 220, 380 y 720 kV.
Es conveniente recordar que la tensión se eleva para mantener la intensidad
lo más baja posible durante el proceso de transporte, ya que, debido al efecto
Joule, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques de estos con los átomos del material conductor, elevándose
así la temperatura y apareciendo pérdidas en forma de calor.
a Figura
2.2. Red de transporte.
•฀ Distribución. Es el último paso del suministro eléctrico y lo componen las
redes que conectan a los abonados con las estaciones transformadoras reductoras (ER).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Centros de transformación
35
Estas redes pueden ser primarias o secundarias.
– La red de distribución primaria, de reparto o red de distribución en AT,
enlaza una subestación transformadora (SET) con estaciones transformadoras de distribución (ETD) situadas en los grandes núcleos de población o
industriales. La tensión es de 45 a 132 kV.
– La red de distribución secundaria o red de distribución en media tensión (MT) parte de las ETD hasta los centros de transformación (CT). La
tensión es de 3 a 20 kV.
Desde los centros de transformación (CT), la red de distribución en baja tensión (BT) conecta con las instalaciones eléctricas de los usuarios a tensiones
de 400 y 230 V.
En todo el suministro los parámetros eléctricos son:
•฀ Nº de fases. Trifásico, monofásico (BT).
saber más
El valor de la frecuencia de red
para toda Europa y gran parte
del mundo está normalizado en
un valor de 50 Hz; sin embargo,
algunos países de América utilizan
60 Hz.
Respecto a la tensión, toda aquella cuyo valor nominal entre fases
sea superior a 1 000 V se considerará alta tensión (AT). Dichas
líneas se rigen por el Reglamento
de Líneas Eléctricas Aéreas de Alta
Tensión (RLAT), ITC-LAT 07.
•฀ Tensión de servicio nominal. Tensión eficaz entre fases de la línea.
•฀ Frecuencia. 50 Hz.
Un esquema del sistema de suministro eléctrico es el siguiente:
220 kV
66 kV
22 kV
Central
a
Trafo
Trasmisión en A.T.
Trafo
Trafo
15 kV
Distribución en M.T.
Trafo
400 / 230V
Trafo
Distrib. en B.T.
Figura 2.3. Sistema de suministro eléctrico. (Cortesía de www.tuveras.com).
Desde el punto de vista eléctrico puede expresarse más detalladamente del siguiente modo:
PRODUCCIÓN
IÓN
TRANSPORTE
DISTRIBUCIÓN
MAT
Primaria
Secundaria
Secundar
AT
MT
BT
Central
EE
6 - 18 kV
a
SET
400 - 220 - 132 kV
CT
STD
66 - 45 - 30 kV
3 - 11 - 20 kV
Figura 2.4. Esquema del sistema de suministro eléctrico.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
400 / 230 V
Unidad 2
36
Atendiendo al Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT) y al Reglamento de Líneas Eléctricas Aéreas de Alta Tensión (RLAT), se realiza la
clasificación de las líneas en función de la tensión de la red y de su principal uso
en el sistema eléctrico.
TENSIÓN DE SERVICIO EN C.A.
(valores eficaces/tensión nominal)
TIPO
230 V / 400 V
USO
Baja tensión (BT)
Un ≤ 1 kV
Distribución BT
Media tensión (MT)
1 kV < Un ≤ 30 kV
(3ª Categoría)
20 kV
Distribución MT
Alta tensión (AT)
30 kV < Un ≤ 66 kV
(2ª Categoría)
66 kV
Distribución AT y transporte
Muy alta tensión (MAT)
66 kV < Un < 66 kV
(1ª Categoría)
132 kV
Transporte
Muy alta tensión (MAT)
Un ≥ 220 kV
(Categoría especial)
220 kV / 400 kV
Transporte
En el sistema de suministro eléctrico se pueden distinguir:
•฀ Estación o subestación transformadora. Su función básica es conectar entre
sí varios elementos de la red con el fin de hacer llegar la energía generada en
las centrales eléctricas hasta los consumidores. Esta función exige modificar la
tensión de la energía eléctrica, ya sea elevándola para su transporte a grandes
distancias o disminuyéndola para uso de los consumidores.
a
Figura 2.5. Subestación transformadora.
En la subestación, además, se recoge toda la información relativa al funcionamiento de los equipos y elementos de la red de transporte, siendo todos los resultados enviados continuamente al Centro de Control Eléctrico (CECOEL).
Allí, con los datos recibidos, se analiza el funcionamiento del sistema eléctrico
en su conjunto y se toman las decisiones oportunas para garantizar la seguridad
y continuidad del suministro.
caso práctico inicial
Para Isabel será útil conocer el
RLAT, en él se especifica que las
líneas de MT de distribución son
líneas de 3ª categoría.
También es importante recordar
que existen redes de distribución
en BT, no solo en MT.
•฀ Subestación de generación. Eleva la tensión de la energía eléctrica que sale
de la central para conectarla a la red de transporte. La función de este proceso
es el de minimizar las pérdidas producidas en los conductores debidas al efecto
Joule.
•฀ Subestación de transporte. Conecta entre sí varias líneas de alta tensión
para conseguir una red mallada. El proceso es directo si las redes son de la
misma tensión, pero habrá que utilizar transformadores si las tensiones son
diferentes.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Centros de transformación
37
•฀ Subestación distribución. Transforma la energía en alta tensión que circula
por la red de transporte a tensiones inferiores para que, a través de las redes
de distribución, la electricidad llegue al consumidor final, ya sea en el ámbito
industrial o doméstico.
•฀ Centro de Control Eléctrico (CECOEL). Es el responsable de la operación
y supervisión coordinada en tiempo real de las instalaciones de generación y
transporte del sistema eléctrico español. El CECOEL emite las instrucciones
de operación del sistema de producción y transporte con el fin de garantizar la
seguridad y calidad del suministro eléctrico.
Consumo
doméstico
Subestación
de distribución
4
saber más
Red Eléctrica de España, S.A.
transporta la energía eléctrica en
alta tensión y gestiona las infraestructuras eléctricas que componen
la red de transporte, conectando
las centrales de generación con los
puntos de distribución a los consumidores.
La Ley 17/2007 del 4 de julio confirmó la condición de Red Eléctrica
como gestor de la red de transporte y le atribuyó la función de
transportista único en régimen de
exclusividad.
En 2010 Red Eléctrica se constituye en el transportista único y operador del sistema eléctrico.
Red de
distribución
5
Centro
de control
eléctrico
Consumo industrial
de 132 kV a 12,5 kV
3 Subestación
de transformación
2
1
Centrales de
generación
Red de transporte
220 kV y 400 kV
1. Centros o plantras de generación
2. Líneas de transporte de AT
3. Estaciones transformadoras (subestaciones), reducen la tensión (AT/MT, MT/BT)
4. Líneas de distribución de media y baja tensión, conectan con los puntos de consumo
5. Centro de control eléctrico, CECOEL
a
Figura 2.6. Sistema eléctrico CECOEL. (Cortesía de Red Eléctrica de España).
Para lograr el equilibrio entre generación y consumo, el CECOEL prevé la cantidad de energía que va a ser necesaria en todo el país, manejando innumerables
datos: previsiones climatológicas, días en los que los grandes estadios de fútbol
albergan un partido, fiestas patronales de cada región, huelgas en la industria o,
incluso, acontecimientos que tendrán encendidos miles de televisiones a la vez.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 2
38
2. Constitución de una red
de distribución
Una red de distribución está compuesta por los siguientes elementos:
•฀ Centro de reparto. Lugar donde una o más líneas de AT se derivan en otras de
la misma tensión. Es necesario, además, que aloje los dispositivos de protección
necesarios de las líneas derivadas.
•฀ Líneas de distribución en MT. Líneas de AT (20 kV) que, partiendo de la
subestación o centro de reparto, alimentan a los CT.
•฀ Centro de transformación. Incluye la instalación con toda la aparenta necesaria para la reducción de las líneas de MT (20 kV) a líneas de BT (400/230 V).
Alojará un transformador cuya entrada será de MT y salida de BT, así como
toda la aparenta necesaria para maniobra y protección.
a
Figura 2.7. Transformador.
•฀ Líneas de distribución en BT. Líneas de BT (400/230 V) que, partiendo del
CT, alimentan a los usuarios o abonados.
Conexión
Red AT > 20 kV
Derivación en AT
Subestación. transformación (66/20 kV)
Líneas de MT de distribución (20 kV)
Reparto. De una línea de AT derivan otras de igual tensión
CT
Líneas distribución BT (400/230 V)
2.8. Acometida eléctrica a
una vivienda.
a Figura
a
Figura 2.9. Sistema eléctrico.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Centros de transformación
39
2.1. Tipos de conexión en las redes de distribución
El tipo de conexión dependerá de la superficie de la zona, de la potencia máxima
prevista y del tipo de conexión a la red existente.
•฀ Red lineal. Constituida por una línea de distribución en AT alimentada por
uno o por dos lados (alimentación doble) y por las líneas de distribución en
BT que se necesiten.
Red de MT con alimentación doble
CT1
CT2
caso práctico inicial
Aquí se indican los distintos tipos
de conexión de las redes de distribución, información que necesitará Isabel en sus tareas de mantenimiento de centros de transformación.
CT3
Red de BT
a
Figura 2.10. Red de distribución lineal.
•฀ Red en anillo. Formada por una línea de distribución de AT, que se cierra
sobre sí misma (configuración en anillo), y por sus correspondientes líneas de
distribución en BT.
CT1
MT
CT2
CT3
Red en anillo de M.T.
CT4
CT5
CT6
Red de BT
a
Figura 2.11. Red de distribución en anillo.
•฀ Red en anillos múltiples. Consiste en una variación de la red en anillo. Está
formada por varias redes conectadas a una subestación o centro de reparto
cerradas en anillo. Cada anillo puede disponer de un número determinado de
CTs con sus correspondientes líneas de distribución en BT.
AT Subestación
BT
a
Figura 2.12. Red de distribución en anillos múltiples.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 2
40
3. Aparamenta utilizada en alta tensión
A continuación se describirán los elementos más utilizados en AT:
•฀ El fusible. Es un elemento de protección contra cortocircuitos y sobrecargas
en la línea. Su funcionamiento se basa en la ley de Joule, su curva de funcionamiento se denomina de tiempo inverso.
a
caso práctico inicial
Son muy importantes las diferencias entre el seccionador y el interruptor.
Figura 2.13. Fusibles. (Cortesía de Ningbo Smppo Electric Co. Ltd.).
•฀ Seccionador. Es el elemento de corte que aísla eléctricamente dos líneas. Debe
proporcionar una distancia segura de corte entre las partes con y sin tensión.
Se maniobrará siempre en vacío y su accionamiento siempre será manual,
proporcionando una comprobación visual de su estado (abierto o cerrado).
a
Figura 2.14. Seccionador. (Cortesía de Fammie Fami S.A).
•฀ Interruptor. Es un elemento de maniobra o corte que proporciona una apertura y cierre seguros del circuito a maniobrar. Puede accionarse en vacío o en
carga, siendo su accionamiento de forma manual o automática, pero siempre
de apertura y cierre bruscos.
No proporciona una comprobación visual de su estado de abierto o cerrado.
saber más
Poder de corte es la máxima intensidad que puede cortar un elemento a una tensión determinada
y seguir funcionando.
Poder de cierre es la máxima intensidad que puede soportar un aparato al cerrar un circuito.
Se miden en kA.
a
Figura 2.15. Interruptor seccionador aislado en aire. (Cortesía LS Industrial Systems).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Centros de transformación
41
•฀ Interruptor-seccionador. Combina las propiedades del interruptor y las del
seccionador para la maniobra y corte de distancia.
•฀ Interruptor con fusible o ruptofusible. Elemento de maniobra y protección
que lleva unos fusibles asociados que, al fundirse, realizan la apertura de dicho
interruptor.
•฀ Interruptor automático. Dispone de un elemento para maniobra o corte con
apertura automática.
•฀ Los pararrayos autovalvulares o autoválvulas. Aparato de protección contra sobretensiones de tipo atmosférico (rayo). Contiene en su interior una
substancia semiconductora que a tensión de funcionamiento es aislante. Si
la tensión aumentara bruscamente (rayo), esta substancia se convertiría en
conductora, derivando a tierra dicha sobretensión.
2.16. Ruptofusible. (Cortesía de Laboratorio Electrotécnico, s.c.c.l.).
a Figura
A
B
C
D
A. Conexión de línea
B. Protección superior
C. Bloques de
resistencias variables
al óxido de zinc
D. Porcelana
electroquímica
E
a
E. Base soporte
y conexión a tierra
Figura 2.17. Autoválvula.
•฀ Terminación de AT. Empleado para la conexión de una línea de AT a la aparamenta de maniobra.
En los esquemas eléctricos los símbolos de algunos elementos descritos son:
PdC = 0
Pd Cierre = 0
Fusible
Interruptor
con fusibles
a
Seccionador
Interruptor
automático
2.18. Terminación de AT.
(Cortesía de Raychen).
a Figura
PdC = 0
Pd Cierre = 0
Seccionador
de puesta a tierra
Pararrayos autovalvular
Interruptor
Interruptor
seccionador
Terminación de AT
botella terminal
Figura 2.19. Símbolos de aparamenta.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 2
42
4. Componentes básicos de un centro
de transformación
Se define como centro de transformación (CT) a la instalación provista de uno o
varios transformadores de potencia, reductores de MT (20 kV) a BT (400/230 V),
con la aparamenta y obra complementaria precisa.
caso práctico inicial
En este apartado se indican los
elementos básicos que constituyen un CT.
Básicamente, los elementos que constituyen un CT son los siguientes: envolvente, alimentación en AT, aparamenta de maniobra y protección en AT, transformador, aparamenta de BT (cuadro de BT) e instalación de puesta a tierra.
4.1. Envolvente
Se entiende como envolvente al recinto de hormigón, metálico o construido de
ladrillo, donde se ubican los transformadores y la aparamenta necesaria.
a
Figura 2.20. Centro de transformación. (Cortesía de Schneider Electric).
4.2. Alimentación en alta tensión (AT)
Como se ha visto con anterioridad, al centro de transformación llega el suministro en alta tensión. Cada línea de red en AT que conecte con el CT, lo hará en
una celda de línea.
Se llema celda de línea al conjunto formado por un seccionador de línea, un interruptor de línea y un seccionador de puesta a tierra.
En las instalaciones existentes, se pueden encontrar distintas variaciones respecto
a esa configuración base:
•฀ No existe seccionador de puesta a tierra, siendo necesaria la utilización de
equipos portátiles de puesta a tierra adecuados al nivel de tensión de la instalación.
Celda de
línea
2.21. Celda de línea. (Cortesía de Schneider Electric).
a Figura
•฀ Celda de línea formada por un seccionador de línea sin interruptor.
•฀ Celda de línea formada por un interruptor - seccionador.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Centros de transformación
43
4.3. Aparamenta de maniobra y protección en alta
tensión (AT)
Distinguimos dos elementos básicos:
•฀ Celda de protección. Es una por cada transformador, conteniendo los elementos de protección del mismo. La tensión nominal de toda la aparamenta de AT, seccionadores, interruptores y disyuntores debe ser 20-24 kV y,
además, que todos los elementos de maniobra sean tripolares con mando
mecánico.
•฀ Celda de medida. Solamente en el caso en que la medida se realice en media
tensión (centros de transformación de abonado). Además de los contadores de
energía activa y reactiva, se utilizan transformadores de tensión e intensidad
para conectar los contadores.
4.4. Transformador
Celda de
protección
a Figura 2.22. Celda de protección.
(Cortesía de Schneider Electric).
En los CT hay uno o dos transformadores (ubicados en un compartimento o celda), tantos como celdas de protección.
Los transformadores de distribución serán trifásicos y con neutro accesible en BT.
Pueden ser, además, en baño de aceite, silicona o secos.
4.5. Aparamenta de BT (cuadro de BT)
El cuadro de BT estará constituido por un envolvente metálico dentro del cual se
encuentran las unidades siguientes: unidad de embarrado, unidad de protección
y unidad de control.
Por otro lado, el cuadro tendrá un grado de protección IP-20, UNE 20 324 y
soportará un grado de protección IK08, UNE EN 50 102.
Figura 2.23. Celda de medida.
(Cortesía de Schneider Electric).
a
4.6. Instalación de puesta a tierra
Se conectarán a tierra todas las partes metálicas de los equipos que, normalmente, no están energizados, pero que en caso de fallas pueden quedar sometidos a
la tensión del sistema. También se conectará el punto neutro del transformador
instalado.
Las tierras que se instalen en un CT se harán según normativa UNESA.
5
3
1
2
4
1. Celdas de línea
2. Celda de protección
a
3. Transformador
4. Cuadro de BT
5. Envolvente
Figura 2.24. Configuración del CT.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 2
44
5. Tipos de centros de transformación
Los centros de transformación pueden clasificarse de acuerdo a distintos criterios. Los más comunes son:
5.1. Según su alimentación
caso práctico inicial
En este apartado se indican los distintos tipos de CTs. Que podemos
encontrar.
En función de cómo llega el suministro eléctrico, se distinguen:
•฀ Alimentación en punta. Es aquel que tiene, únicamente, una línea de alimentación.
Estará conectado en derivación con la red principal o constituirá el punto final
de dicha red. 1L1P.
•฀ Alimentación en paso (anillo o bucle). Es aquel que tiene una línea de entrada y una o más líneas de salida hacia otro/s centro/s de transformación.
Permite seccionar la red de media tensión. 2L1P.
En la figura siguiente se muestra una configuración en la que 1, 2 y 3 presentan
alimentación en paso, y 4 alimentación en punta.
4
1
2
3
a
Figura 2.25. Tipos de CT según alimentación.
5.2. Según su propiedad
Se distinguen dos tipos:
•฀ CT de empresa o de compañía. Es propiedad de la empresa suministradora,
y de él parten las redes de distribución en BT. Tiene una o varias celdas de
línea y una celda de protección por cada transformador montado. No se realiza
medida de energía.
•฀ CT de cliente o abonado. Es propiedad del cliente, aunque la red de entrada
sea de la compañía suministradora. Existen dos variantes:
– Con equipos de medida en BT. Centros de baja potencia, normalmente
intemperie sobre apoyos.
– Con equipos de medida en MT. Centros de mayor potencia, donde una parte
del centro pertenece a la empresa suministradora y el resto al cliente.
5.3. Según su emplazamiento
Pueden dividirse en:
•฀ CT de intemperie o aéreo. Puede ser sobre apoyo o compacto bajo apoyo.
•฀ CT de interior. Puede ser en superficie o subterráneo.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Centros de transformación
45
5.4. Según su acometida
Se distinguirán:
•฀ Con acometida aérea. Se alimentan con una línea eléctrica de MT tipo aérea.
Los conductores utilizados son cables desnudos y entran en el centro de transformación a través de aisladores pasamuros.
•฀ Con acometida subterránea. La línea de AT es de tipo subterránea, con cables
aislados y entrada en el centro de transformación por la parte inferior de este.
a
Figura 2.26. Tipos de CT según acometida.
6. Centros de transformación
de intemperie
Este tipo de centro de transformación suele usarse en zonas rurales, en suministros
provisionales o en instalaciones aisladas. Para su instalación se debe disponer de
una acometida aérea en punta (final de línea) o bien de una línea pasante de la
que se derive una línea hasta el centro de transformación.
Las dos variantes fundamentales son: sobre apoyo y compacto bajo apoyo.
6.1. CT de intemperie sobre apoyo
Se utiliza principalmente en zonas rurales. El transformador se instala sobre un
bastidor en la columna o apoyo de fin de línea (tipo HV 2000 ó C 2000).
El transformador va colocado sobre un soporte metálico, la parte inferior de la
cuba y las masas de los equipos se colocarán a 3 m como mínimo del suelo, 5 m
para partes bajo tensión y en servicio.
Los bornes de baja tensión del transformador se conectarán con conductores
RZ, 6/1 kV 3x150/80 mm2 Al al interruptor tetrapolar automático de intemperie
(fusibles seccionables en carga), alojado en una caja de poliéster con fibra de
vidrio con entrada y salida de cables por su parte inferior (cuadro de BT) y con
accionamiento manual.
Algunas características son:
•฀ Los transformadores serán trifásicos sumergidos en aceite, tipo poste con potencias de 50 a 100 kVA.
•฀ Los seccionadores fusibles se trasladarán al último apoyo anterior al CT de
intemperie y nunca se colocarán en el mismo apoyo que la máquina.
a Figura
2.27. Seccionador fusible.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 2
46
•฀ La protección contra sobrecargas se realizará con pararrayos de resistencia
variable (autoválvulas).
Seccionador - fusible
Autoválvulas
U ≤ 30 kV
P ≤ 160 kVA
Yzn11
CPM
•฀ Dispondrá de tierra de masas y tierra de neutro independientes.
La protección puede verse en el siguiente esquema:
2
1
Caja de protección
y media
1. Puesta a tierra de protección
(cable de cobre desnudo de 50 mm2)
2. Seccionador fusible
3
Figura 2.28. Esquema CT sobre
apoyo. (Cortesía de Hormilec S.L.).
a
4
3. Alimentación transformador – cuadro BT
(conductor trenzado
tipo RZ 0,6/1 kV 3x150 Al/80 Alm)
4. PaT. Servicio neutro (cable de cobre
aislado, DN 0,6/1 kV 50 mm2)
5. Puesta a tierra de protección
5
a
Figura 2.29. Protección CT de intemperie sobre apoyo.
6.2. CT de intemperie compacto bajo apoyo
Este tipo se compone de un pequeño edificio de tipo monobloque, fabricado de
hormigón armado con una puerta de cerradura normalizada para acceso al compartimiento de BT.
Se utilizará en zonas rurales cuya demanda de carga no supere los 250 kVA, y se
ubicará de forma que tenga fácil y libre acceso para vehículos.
Se emplazará anexo a un apoyo de línea aérea de MT y a una distancia de este
en la que sea visible el dispositivo para maniobras de alimentación del centro
(cortacircuitos fusibles de expulsión-seccionadores).
El transformador queda separado del recinto de BT por una malla metálica.
a
Figura 2.30. Esquema de un CT compacto bajo apoyo. (Cortesía de Hormilec S.L.).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Centros de transformación
47
Por otro lado es importante conocer los esquemas unifilares de este tipo de sistemas. Se muestran a continuación las variantes bajo apoyo en el caso de CT de
empresa y de abonado:
Apoyo
Apoyo
DHZ1 12/20 kV 1 x 50 mm2 AI
DHZ1 12/20 kV 1 x 50 mm2 AI
AT
BT
Edificio
prefabricado
RZ 0,6/1 kV 1 x 240 mm2 AI
Temperatura
Edificio
prefabricado
RZ 0,6/1 kV 1 x 240 mm2 AI
Temperatura
Activa
kWh
Reactiva
kVArh Contadores
Maxímetro
Esquema unifilar
CT bajo apoyo - compañía
a Figura
Esquema unifilar
CT bajo apoyo - abonado
2.31. Esquema CT bajo apoyo de compañía (derecha) y de abonado (izquierda). (Cortesía de Hormilec S.L.).
7. Centros de transformación de interior
Son todos aquellos instalados en recintos cerrados.
7.1. CT de interior subterráneo
Se instalan bajo la vía pública, aunque también se pueden englobar en esta denominación aquellos que se instalan en los sótanos de algunos edificios.
a
Figura 2.32. CT interior subterráneo. (Cortesía de Ormazabal).
Son fácilmente localizables, ya que, a ras del suelo, se abren unas rejillas para
su correcta ventilación. El acceso al local se realiza a través de escalerillas cuya
entrada se sitúa al nivel del suelo.
La potencia máxima será de 1 000 kVA.
a
Figura 2.33. CT interior subterráneo (esquema).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Reloj
conmutación
Unidad 2
48
7.2. CT de interior de superficie
Sus accesos están a nivel de la calle y existen dos tipos:
•฀ En local: forma parte de un edificio.
•฀ Independiente: aislado de cualquier edificación.
Los dos tipos pueden ser prefabricados de hormigón, metálicos o construidos de
ladrillos convencionales.
Las dimensiones de los locales deben ser tales que, permitan el movimiento y la
colocación de los elementos y la maquinaria necesaria. También debe haber hueco para realizar todas las maniobras propias de la explotación. Además, tendrán
un nivel de iluminación de 150 lux (2 puntos de luz y una base de enchufe).
7.3. Características constructivas de los CT de interior
Como se ha indicado con anterioridad, los CT de interior deben contar con unas
dimensiones interiores y de acceso que posibiliten las maniobras en su interior.
Algunas particularidades constructivas son las siguientes:
caso práctico inicial
En este apartado pueden verse las
dimensiones mínimas que deben
tener los pasillos y zonas de protección en un CT. Un correcto diseño facilitará su trabajo a Isabel.
•฀ Accesos a centros de transformación. Para evitar accidentes y facilitar las
tareas de montaje y mantenimiento cabe destacar lo siguiente:
– Las puertas serán abatibles y se abrirán hacia el exterior del recinto.
– Se prohibe el empleo de pavimentos deslizantes en las proximidades de
elementos en tensión.
– El acceso a las máquinas y aparatos principales debe ser fácil.
– El local será de fácil acceso, directo y permanente desde la vía pública, tanto
si es de la empresa suministradora como si lo es de propiedad particular.
– Podrá tener una o dos puertas. Si solamente tiene una, dicha puerta servirá
para el acceso del personal y para acceder al transformador, debiendo ser sus
dimensiones mínimas de 1,25 m (ancho) y 2,25 m (alto).
– Si existe puerta exclusiva para personal, sus dimensiones serán: 0,9 m (ancho) y 2,25 (alto).
a Figura
2.34. CT de interior de superficie en local.
•฀ Conducciones de agua. Queda prohibida la instalación de conducciones de
agua, calefacción y cualquier otro servicio en el interior del recinto de los CT.
La red general de alcantarillado debe estar situada en un plano inferior al de las
instalaciones eléctricas subterráneas, salvo causas especiales.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Centros de transformación
49
•฀ Pasillos y zonas de protección. Se fijan unas dimensiones mínimas con el fin
de facilitar los movimientos en el interior.
– Maniobra. Las dimensiones dependerán de los elementos en tensión que
haya.
◗
Con elementos en tensión a un solo lado: 1 m.
◗
Con elementos en tensión a ambos lados: 1,2 m.
– Inspección. Si solo se requiere espacio para una eventual inspección de las
instalaciones:
◗
Con elementos en tensión a solo un lado: 0,8 m.
◗
Con elementos en tensión a ambo lados: 1 m.
En cualquier caso los pasillos deberán estar libres hasta una altura de 2,30 m.
1,2 m
0,90 m
1,25 m
1m
a Figura 2.35. Dimensiones de accesos y pasillos.
Queda del siguiente modo:
2,30 m
a
Figura 2.36. Altura libre pasillos.
•฀ Ventilación. Deberán poseer ventilación con tiro natural de aire, sus dimensiones dependerán de la potencia de los transformadores. Las rejillas situadas
en la zona del transformador serán flotantes respecto del sistema de tierras y
con un IP33. Estas rejillas estarán a una altura mínima sobre el suelo de 0,3 m
y 2,3 m con una separación vertical mínima de 1,3 m.
En la siguiente figura se muestran las dimensiones indicadas con anterioridad:
B
A
H
≥ 2,30 m
2,25 m
≥ 0,30 m
a
Figura 2.37. Dimensiones y disposición rejillas ventilación.
Las dimensiones se muestran en la siguiente tabla:
Tipo CT
Sencillo
Doble
Tensión nominal de la línea (U)
Dimensiones mínimas (cm)
A
B
H
< 20 kV
420
540
280
20 < U ≤ 30 kV
480
600
360
< 20 kV
420
600
280
20 < U ≤ 30 kV
480
720
360
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 2
50
8. Elementos constitutivos del centro
de transformación prefabricado
recuerda
Los centros de transformación prefabricados se sitúan en emplazamientos accesibles para el público,
por tanto deben asegurar la protección de las personas, tanto de
los operarios como del público en
general.
Es de particular importancia la descripción del centro de transformación prefabricado. Los elementos básicos son:
•฀ edificio (envolvente) prefabricado de hormigón,
•฀ celda de alta tensión,
•฀ interconexión celda AT-transformador,
•฀ fusibles limitadores de AT,
•฀ transformador de MT/BT,
•฀ interconexión transformador-cuadro BT,
•฀ cuadros modulares de BT.
Un esquema básico de dicho CT es el siguiente:
Celdas
Entrada AT
Salida AT
Protección
Fusible
Interconexión AT - Trafo
Transformador
Interconexión Trafo - Cuadro BT
Cuadro BT
a
Figura 2.38. Esquema de los elementos de un CT prefabricado. (Cortesía Iberdrola S.A.).
8.1. Edificios prefabricados de hormigón
a Figura 2.39. Edificio prefabricado de hormigón para CT.
Los edificios prefabricados serán del tipo EP-1; EP-1T o EP-2 y cumplirán con las
características generales especificadas en la norma NI 50.40.04.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Centros de transformación
51
8.2. Celdas de alta tensión
Los tipos de celdas a utilizar en los CT serán con aislamiento y corte en SF6,
extensibles (CE) o no extensibles (CNE) pudiendo, indistintamente, englobar
las funciones de línea y/o de protección.
Los tipos de celdas para cada tipo de edificio serán los indicados en la tabla siguiente, y cumplirán lo especificado en la norma NI 50.42.11.
TIPOS DE CELDAS
TIPO DE CASETA
EXTENSIBLES
CE-L-SF6-24
EP-1
CE-P-F-SF6-24
Edificio prefabricado
CE-L-SF6-36
CE-P-F-SF6-36
CE-2L1P-F-SF6-24
NO EXTENSIBLES
CNE-P-F-SF6-24
CNE-2L1P-F-SF6-24
CNE-3L-SF6-24
CNE-2L1P-F-SF6-36
Idénticas al tipo EP-1, pero con telemando o con previsión de ampliación
EP-1T
EP-2 (máquinas)
CE-2L1P-F-SF6-24+
CE-L-SF6-24
CNE-3L1P-F-SF6-24
CE-2L1P-F-SF6-24+
CE-P-F-SF6-24
CNE-2L2P-F-SF6-24
CE. Celda extensible
CNE. Celda no extensible
L. Función de línea
P. Función de protección
TELE. Telemando
MM. Mando motorizado
F. Protección por fusible
3L. Tres funciones de línea
2L1P. Dos funciones de línea y una de protección
2L2P. Dos funciones de línea y dos de protección
3L1P. Tres funciones de línea y una de protección
3L2P. Tres funciones de línea y dos de protección
SF6. Dieléctrico de hexafluoruro de azufre
24/36. Tensión asignada de la celda 24 ó 36 kV
Dos ejemplos de la representación de celdas son:
1
2
5
3
4
CE - 2L1P - F - SF6 - 24 - MM
a
CE - 2L2P - F - SF6 - 24 - MM
Figura 2.40. Esquemas de tipos de celda. (Cortesía Iberdrola S.A.).
Los elementos que aparecen en la figura anterior son: interruptor seccionador (1),
interruptor seccionador con fusibles (2), detector de presencia de tensión (3),
terminaciones MT (4) y seccionador puesta a tierra PaT (5).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 2
52
Además de los esquemas vistos con anterioridad, es posible otro tipo de representación. Algunas variantes se muestran a continuación:
+
a Figura
2.41. Celdas CT 2L1P. (Cortesía de Schneider Electric).
+
a Figura
+
a Figura
2.42. Esquema CT 2L1P.
a Figura
2.44. Esquema CT 2L2P.
a Figura
2.46. Esquema CT 3L1P.
+
2.43. Celdas CT 2L2P. (Cortesía de Schneider Electric).
+
a Figura
+
+
+
2.45. Celdas CT 3L1P. (Cortesía de Schneider Electric).
Una vez descritos los esquemas generales de las celdas, es interesante resaltar
otras configuraciones muy frecuentes donde destacan los esquemas en punta,
aéreos en punta y en bucle, y el correspondiente al CT de un particular.
•฀ En punta. Se utilizan para transformadores de potencia inferior a 400 kVA.
En la figura siguiente, A representa la celda prefabricada para línea y remonte
del embarrado, y B la celda prefabricada para aparatos de protección del transformador.
Queda lo siguiente:
A
B
+
Figura 2.47. Celdas de un CT en punta (izquierda). (Cortesía de Schneider Electric). Esquema
de un CT en punta (derecha).
a
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Centros de transformación
53
•฀ Aéreo en punta y aéreo en bucle. También se utilizan para transformadores
con una potencia máxima de 400 kVA. En las figuras siguientes aparecen los
dos casos con sus respectivos elementos: (1) autoválvulas, (2) pasamuros,
(3) interruptor seccionador con fusibles, (4) seccionador de puesta a tierra,
(5) transformador, (6) cuadro e BT, (7) interruptor seccionador y (8) salida
de MT.
2
2
3
1
5
1
6
3
7
4
5
6
4
8
a
Figura 2.48. Esquema de un CT aéreo en punta (izquierda) y aéreo en bucle (derecha).
•฀ De abonado o cliente. Propiedad particular. El esquema queda:
+
a
+
+
+
Figura 2.49. Celdas de un CT de abonado. (Cortesía de Schneider Electric).
Medida en AT.
Trafos de tensión
e intensidad
incorporados
7
a
7
Figura 2.50. Esquema de un CT de abonado.
8.3. Interconexión celda MT - transformador
La conexión eléctrica entre la celda de alta y el transformador de potencia se
realiza con cable unipolar seco de 50 mm2 Al de sección y del tipo DHZ1, empleándose una tensión asignada del cable de 12/20 kV para tensiones asignadas de
CT de hasta 24 kV, y una tensión asignada del cable de 18/30 kV para tensiones
asignadas de CT de 36 kV.
a Figura
2.51. Interconexión MT -
Trafo.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 2
54
caso práctico inicial
En las conexiones del transformador con la celda MT, se debe utilizar cable unipolar seco de Al, de
50 mm2 de sección con conductor
tipo DHZ1 de 12/20 kV.
Estos cables dispondrán en sus extremos de terminales enchufables rectos o acodados de conexión sencilla, siendo de 24 kV / 200 A para CT de hasta 24 kV, y
de 36 kV / 400 A en los CT de 36 kV.
a
Figura 2.52. Terminales MT. (Cortesía 3M y Prysmian).
8.4. Fusibles Limitadores de AT
Los fusibles limitadores instalados en las celdas de AT deben ser de los denominados fusibles fríos hasta 36 kV. Sus características técnicas están recogidas en la
norma NI 75.06.31.
2.53. Fusibles de AT. (Cortesía de Ibérica de Aparellajes).
a Figura
8.5. Transformador
Los transformadores a utilizar en este tipo de CT son los que tienen como dieléctrico aceite mineral, aunque, en la actualidad, también se emplean transformadores secos encapsulados en resina epoxi. Sus características técnicas están
recogidas en la norma NI 72.30.00.
Figura 2.54. Transformador Epoxi (izquierda). (Cortesía WEG). Transformador en baño de aceite (derecha). (Cortesía de Schneider Electric).
a
8.6. Interconexión Transformador - Cuadro BT
La conexión eléctrica entre el transformador de potencia y el módulo de acometida (AC) se debe realizar con cable unipolar de 240 mm2 de sección, con
conductor de aluminio tipo RV y de 0,6/1 kV, que se especifica en la norma
NI 56.31.21.
2.55. Interconexión Transformador - Cuadro BT.
a Figura
El número de cables será siempre de 3 para cada fase y 2 para el neutro. Estos cables dispondrán en sus extremos de terminales bimetálicos del tipo TBI-M12/240
(NI 58.51.73).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Centros de transformación
55
8.7. Cuadros modulares de BT
caso práctico inicial
El CT dispondrá de un cuadro de BT con 4 salidas formado por un módulo de
acometida (AC) por cada transformador. Es posible ampliar el cuadro a 8 salidas
con la incorporación de un módulo de ampliación (AM) por cada módulo de
acometida.
En las conexiones del transformador con el cuadro de BT, se debe
utilizar cable unipolar de 240 mm2
de sección con conductor de Al
tipo RV de 0,6/1 kV.
Trafo distribución
A
Interruptor
tetrapolar
Módulo de ampliación
1F + N
Trafo
aislamiento
Módulo de acometida
4 salidas
a
Figura 2.56. Esquema de cuadros BT y ampliaciones. (Cortesía Hidrocantábrico).
2.57. Cuadro BT. (Cortesía
de Pronutec).
a Figura
9. Instalación de puesta a tierra (PaT)
en centros de transformación
Las prescripciones que deben cumplir las instalaciones de puesta a tierra (PaT),
vienen reflejadas con detalle (tensión de paso y tensión de contacto) en el apartado 1 Prescripciones Generales de Seguridad del MIE-RAT 13.
9.1. Sistemas de puesta a tierra (PaT)
caso práctico inicial
En este apartado se indican los
elementos que deben conectarse a la PaT de un CT. Isabel debe
conocerlos si es la encargada de su
mantenimiento.
Dos son los sistemas de puesta a tierra que se analizarán: puesta a tierra de protección (masas) y puesta a tierra de servicio (neutro).
•฀ Puesta a tierra de protección (masas). Tiene por finalidad limitar eventualmente la tensión a tierra de aquellas partes de la instalación eléctrica, normalmente sin tensión, pero que pueden ser puestas en tensión a causa de un
defecto.
Para la línea se empleará cable de cobre desnudo, de 50 mm2 de sección, especificado en la NI 54.10.01.
A la línea de PaT de protección deben conectarse: (1) pantallas, enrejados o
puertas metálicas de protección contra contactos directos, (2) masas de los circuitos de MT, (3) armaduras metálicas de solera, (4) envoltura o pantalla de los
cables de MT, (5) cuba del transformador/res y (6) masas de los circuitos de BT.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 2
56
Todos estos elementos se muestran en el siguiente esquema:
2
5
6
3
4
8
a
Figura 2.58. PaT de protección.
Además de los elementos indicados, también deben conectarse: la celda de
alta tensión (en dos puntos), una pantalla del cable DHZ1 en los extremos de
conexión al transformador y el envolvente metálico del cuadro de BT.
•฀ Puesta a tierra de servicio (neutro). Son las tierras del circuito eléctrico o
aparatos, que permitirán el funcionamiento de estos o un funcionamiento más
regular y seguro del circuito.
A la PaT de servicio (neutro) se conectará la salida del neutro del cuadro de
BT, además de otros elementos como: (1) pararrayos de MT, (2) seccionadores
de PaT, (3) bornes de PaT de los trafos de tensión e intensidad y (4) el neutro
de los circuitos de BT.
4
1
2
3
a
caso práctico inicial
Cuando haya que mantener los
sistemas de PaT de protección y
servicio (neutro) independientes,
en las zonas de cruce del cable de
la línea de PaT de servicio con el
electrodo de PaT de protección la
separación mínima debe ser de
40 cm.
Figura 2.59. PaT de servicio o neutro.
Para la línea de PaT de servicio se utilizará cable de cobre aislado de 50 mm2
de sección tipo DN-RA 0,6/1 kV, protegido, como mínimo, con tubo de PVC
de grado de protección 7 contra daños mecánicos. Esto queda especificado en
la NI 56.31.71.
Las PaT de protección y servicio (neutro) se establecerán separadas, salvo
cuando el potencial absoluto del electrodo sea menor o igual a 1 000 V (resistencia del sistema de PaT < 1 Ω), en cuyo caso se establece una tierra común.
De todos modos, lo normal es tener valores de de resistencia de tierra de entre
10 y 20 Ω, y establecer ambos sistemas por separado.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Centros de transformación
57
9.2. Circulación de intensidades de corriente en el terreno
Cuando una corriente atraviesa una toma de tierra instalada en un terreno de
resistividad más o menos homogénea, se debe tener en cuenta:
•฀ El 80 % de la caída de tensión se produce en un radio de 0,3 m alrededor del
electrodo.
•฀ El 93 % de la caída de tensión tiene lugar en un radio de 1,8 m, aproximadamente.
•฀ El gradiente de tensión en las proximidades de los electrodos de PaT es elevadísimo cuando circula corriente, siendo, por tanto, peligroso pisar en las
proximidades de dichos electrodos.
•฀ El gradiente de potencial se reduce al colocar electrodos en paralelo, siendo,
este sistema, desde el punto de vista de la seguridad, mejor que colocar un solo
electrodo en profundidad.
V4
V3 V2
V1
V0
I
V
I
I
I
I
I
I
Figura 2.60. Gradientes de tensión e intensidad en el terreno. (Cortesía de Schneider
Electric).
a
9.3. Tensión de paso
Se define como tensión de paso a la parte de la tensión a tierra que puede ser
puenteada por una persona entre los dos pies, considerándose el paso de una longitud de 1 m. De una forma más sencilla, se podría definir como la diferencia de
tensión entre dos puntos de la superficie del terreno separados por una distancia
de 1 m.
9.4. Tensión de contacto
Se define como tensión de contacto a la fracción de la tensión de PaT que puede
ser puenteada por una persona entre la mano y el pie (considerando una distancia
de 1 m) o entre ambas manos. De una forma más sencilla se podría definir como
la diferencia de tensión entre una estructura metálica puesta a tierra y un punto
de la superficie del terreno a una distancia de 1 m.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 2
58
En el siguiente esquema pueden verse las evoluciones de ambas tensiones:
Electrodo de
puesta a tierra
1m
200 V
1m
180 V
160 V
140 V
120 V
100 V
80 V
60 V
40 V
20 V
Tensión de paso
0
a
Distancia al electrodo
Figura 2.61. Tensiones de paso y de contacto. (Cortesía de Schneider Electric).
9.5. Medidas adicionales de seguridad para las tensiones
de paso y de contacto
Algunas consideraciones en materia de seguridad son:
•฀ Disponer de suelos o pavimentos que aíslen de tierra las zonas peligrosas.
•฀ Establecer conexiones equipotenciales entre la zona de acceso y todos los elementos conductores accesibles desde la misma.
•฀ En el piso se instalará un mallazo electrosoldado con redondos de diámetro no
inferior a 4 mm formando una retícula no superior a 0,3 × 0,3 m. Este mallazo
se conectará, como mínimo, en dos puntos, preferentemente opuestos, a la PaT
de protección del CT.
≥ 0,30 m
•฀ Se establecerá un anillo perimetral de hilo de cobre desnudo de sección
50 mm2, del cual se extraerán varias salidas al exterior.
•฀ El mallazo se cubrirá con una capa de hormigón de 10 cm de espesor, como
mínimo.
9.6. Sistemas antitensión de paso y contacto
Mallazo redondo
ø ≥ 4mm
≥0,30 m
≥ 0,10 m
Dos son los sistemas que cumplen esta función:
Conexión Pat
Protección
a Figura 2.62. PaT CT interior. (Cortesía de Schneider Electric).
•฀ CH. Consiste en una capa de hormigón seco (ρ = 3 000 Ω · m) que se colocará
como acera perimetral en todo el contorno del CT. Sus dimensiones serán de
1,50 m una anchura y 10 cm de un espesor.
•฀ SAT. Es un sistema antitensión de paso y contacto que se aplicará sobre la capa
de hormigón seco, anteriormente definida. El producto (pinturas aislantes) y
su aplicación vienen especificados en la norma NI 09.09.01 Sistema antitensión
de paso y contacto.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Centros de transformación
59
•฀ Las puertas y rejillas metálicas que den al exterior no tendrán contacto eléctrico con masas conductoras susceptibles de quedar sometidas a tensión debido
a defectos o averías.
Un ejemplo interesante de medidas de seguridad se refiere al CT sobre apoyo.
ALZADO
PLANTA
≥ 1,20 m
Mallazo redondo
ø ≥ 4mm
≥ 0,30 m
≥ 0,30 m
1,00 m
≥ 1,20 m
≥1,20 m
≥ 0,10 m
≥ 0,20 m
1,00 m
a
1,00 m
Figura 2.63. PaT CT sobre apoyo. (Cortesía de Schneider Electric).
10. Materiales de seguridad y primeros
auxilios
El CT dispondrá de los siguientes elementos de seguridad:
•฀ Señalización de riesgo eléctrico y placa de instrucciones para primeros auxilios.
•฀ Cartel con las instrucciones de maniobra.
•฀ Banqueta aislante y guantes de goma para la correcta ejecución de las maniobras.
•฀ Pértiga de salvamento en aquellos centros de maniobra interior.
•฀ Cartel EPI (medida mínima DIN-A3).
a
Figura 2.64. Señalización uso de EPI. (Instituto nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 2
60
10.1. Maniobras de conexión y desconexión
Al conectar y desconectar la instalación, habrá que tener en cuenta:
•฀ Los seccionadores se han de maniobrar siempre sin carga.
•฀ Dar servicio desde el principio al final, o de AT a BT.
•฀ Quitar servicio desde el final al principio, o de BT a AT.
a Figura 2.65. Material de seguridad. (Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo).
•฀ Usar los EPI de seguridad (casco, guantes, botas, pértigas, etc.).
La secuencia de maniobras para conectar es:
1. Comprobar que las tierras están abiertas.
2. Cerrar el seccionador de la torre.
3. Cerrar el interruptor-seccionador de la celda de entrada.
4. Cerrar el interruptor-seccionador de la celda de protección, y de salida si se
desea dar continuidad a la línea.
5. Cerrar el interruptor cuadro de BT.
La secuencia de maniobras para desconectar es:
1. Abrir el interruptor del cuadro de BT.
2. Abrir el interruptor-seccionador de la celda de protección.
3. Abrir el interruptor-seccionador de la celda de salida y de entrada.
2.66. Material de seguridad. (Cortesía de Azules de Vergara S.L.).
a Figura
4. Abrir seccionador de la torre o apoyo.
5. Verificar con la pértiga la ausencia de tensión.
6. Cerrar los seccionadores de puesta a tierra.
11. Mantenimiento en los centros
de tranformación
En las instalaciones eléctricas, es necesario un mantenimiento preventivo de los
sitemas para evitar los daños que podría ocasionar una desconexión por avería.
La revisión debe efectuarse con periodicidad, adecuándola en todo momento a
las características de la instalación.
Se entiende por mantenimiento preventivo al conjunto de operaciones necesarias para asegurar el funcionamiento de las instalaciones de manera constante,
con el mejor rendimiento posible, conservando permanentemente la seguridad
del edificio, de las personas y la defensa del medio ambiente.
Se deberá confeccionar, para cada CT, una hoja de control que indique las tareas
de mantenimiento preventivo desarrolladas, así como las tareas de mantenimiento correctivo ejecutadas.
La hoja de control debería contener, al menos, los siguientes datos:
•฀ Nº de identificación.
•฀ Lugar en el que se han realizado las actividades.
•฀ Tareas de mantenimiento preventivo desarrolladas, así como actuaciones de
mantenimiento correctivo ejecutadas.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Centros de transformación
•฀ Detalles de las deficiencias observadas como producto de las verificaciones
realizadas. En caso de ausencia de anomalías, se indicará buen estado o funcionamiento correcto.
•฀ Identificación y firma del técnico del mantenimiento.
•฀ Cualquier otro dato de interés se podrá incluir en el apartado de observaciones.
11.1. Verificaciones periódicas reglamentarias
Verificaciones realizadas cada tres años con el objeto de acreditar el cumplimiento del reglamento de subestaciones y centros de transformación.
11.2. Mantenimiento preventivo y predictivo
Pueden distinguirse tres partes:
•฀ Verificación de transformadores. Se comprobarán los siguientes aspectos:
estado general (corrosiones, bornes, etc.), anclajes, nivel de aceite y existencia
de fugas de aceite.
•฀ Verificaciones de elementos. Comprobación visual del conjunto interruptor-seccionador, y estado general de: celdas de media tensión, embarrados y
conexiones, cuadros de BT, protecciones, distancias mínimas de seguridad e
instalaciones auxiliares. También son necesarias las verificaciones y mediciones de la PaT, así como del estado general de la obra civil, accesos al centro y
señalizaciones.
•฀ Conservación de instalaciones. Algunos aspectos a tener en cuenta son:
– Mantenimiento integral de centros de transformación.
– Aplicación de raticidas.
– Obra civil, drenajes, fosos, galerías, cubiertas y tejados.
– Limpiezas de centros de transformación.
– Señalización y alumbrado de emergencia.
a
Figura 2.67. Material de seguridad. (Cortesía de CATU).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
61
Unidad 2
62
ACTIVIDADES FINALES
■ 1. La tensión de 132 kV, ¿a qué categoría de líneas está asociada?
■ 2. La tensión de 1 kV, ¿corresponde a AT o BT?
■ 3. ¿Qué nombre recibe la instalación donde se produce el cambio de tensión de AT a BT?
■ 4. ¿Por qué se emplea corriente alterna para alimentar los transformadores?
■ 5. ¿Qué finalidad tiene elevar la tensión de las líneas de transporte eléctrico?
■ 6. ¿Un seccionador y un interruptor cumplen la misma función?, ¿qué es un ruptofusible?
■ 7. Dibujar los símbolos que representan un seccionador y un interruptor.
■ 8. Indicar los elementos de protección de un CT de tipo intemperie.
■ 9. ¿Qué potencias máximas admite un transformador en un CT tipo intemperie?, ¿y en un CT compacto bajo
apoyo?
■ 10. ¿A qué alturas mínimas deben estar situadas las rejillas de ventilación de un CT?
■ 11. Sea la figura:
4
7
4
Ve
5
2
2
2
3
1
Responder a las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué indican los números, 1, 2, 3 y 4?
b) ¿Qué tensión se está midiendo en el punto 5?
■ 12. Indicar la aparamenta incluida en la celda de protección de un CT.
■ 13. Indicar los elementos que se conectan a la puesta a tierra de servicio y a la tierra de protección.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Centros de transformación
63
ACTIVIDADES FINALES
■ 14. Explicar las medidas adicionales de seguridad en la puesta a tierra de las masas en un CT de interior y de
intemperie, para evitar que se puedan producir tensiones de paso.
■ 15. ¿Qué características debe tener la PaT de servicio?
■ 16. Sea la figura:
6
5
4
3
1
2
Responder a las siguientes cuestiones:
a) ¿Qué números están asociados con los elementos de protección?
b) ¿Qué números representan: el transformador, los pasatapas de AT y los pasatapas de BT?
entra en internet
■ 17. Entrar en la siguiente página <www.ree.es/educacion/educacion.asp> y realizar el trabajo de los operadores del centro de control eléctrico.
■ 18. Visitar la siguientes direcciones:
•฀ <www.ree.es/sala_prensa/web/inc/fichero.aspx?ruta=infografias/swf&fichero=vlifrq5y2nvk.swf>
•฀ <www.endesa.com/es/>
•฀ <www.abb.es/>
•฀ <www.weg.net>
•฀ <www.siemens.com/energy>
•฀ <www.ormazabal.com>
•฀ <www.schneiderelectric.es>
•฀ <www.inael.com>
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 2
64
PRÁCTICA PROFESIONAL
MATERIAL
•฀ Telurómetro (consultar instrucciones
de uso según el fabricante)
•฀ 2 piquetas de acero (o acero
cobreado) de 30 cm de longitud
y 14 mm de diámetro
Medición de la resistencia
de puesta a tierra.
Uso del telurómetro
•฀ Cables del telurómetro de origen
•฀ 2 cables flexibles y aislados de las
mismas características que los del
instrumento de medida, de 100 y
150 m en carretes independientes
•฀ Pinzas de cocodrilo u otro sistema
que asegure la conexión de las picas
a sus respectivos cables
OBJETIVO
El objeto de esta práctica es medir la resistencia de la instalación de puesta a
tierra.
PRECAUCIONES
•฀ Útil para clavar las piquetas
•฀ Comprobar la ausencia de tensión en la tierra a medir. Si se observa presencia
de tensión, no realizar la medida, pues debe haber corriente a tierra.
•฀ Cinta métrica
•฀ No realizar la medida en caso de tormenta o lluvia.
•฀ Cuaderno para anotaciones,
bolígrafo y calculadora
•฀ Desconectar la toma de tierra del punto de puesta a tierra (regleta, borne etc.).
CONOCIMIENTOS PREVIOS
Para mantener la seguridad de las personas que trabajan en contacto con instalaciones eléctricas, se hace necesario
un sistema de puesta a tierra, así como el mantenimiento en óptimas condiciones de operación de los distintos
equipos de la red eléctrica.
Las distintas medidas que se realizan de la puesta a tierra y de la resistividad del terreno tienen por objeto garantizar la seguridad en el trabajo, no solo en condiciones normales de funcionamiento, sino también ante cualquier
circunstancia que anule el aislamiento de las líneas Existen dos parámetros importantes al diseñar o efectuar el
mantenimiento de un sistema de puesta a tierra: la resistencia de puesta a tierra (medida en ohmios) y la resistividad
del terreno (medida en ohmios metro).
DESARROLLO
1. Conectar la toma de tierra al telurómetro.
a
Figura 2.68. Telurómetros y accesorios de medida.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Centros de transformación
65
PRÁCTICA PROFESIONAL
2. Situar los electrodos de tensión y de corriente en línea recta.
3. Colocar el electrodo de tensión más cerca del punto de puesta a tierra.
4. Se colocará el electrodo de tensión a 20 m del punto de puesta a tierra (L1) y el de corriente a 30 m (L1 + L2) del
punto de puesta a tierra.
5. Realizar la lectura y anotar el valor.
6. A continuación, acercar el electrodo de tensión 1 m hacia el punto de puesta a tierra y tomar la medida. Se
anota el valor.
7. Mover de nuevo el electrodo de tensión, alejándolo 1 m respecto a su posición inicial. Realizar la lectura y anotar el valor.
8. Los valores obtenidos deben ser idénticos o con una diferencia del ±3 %.
9. De no ser así, se alejarán de nuevo los dos electrodos. Pueden doblarse las distancias iniciales, la de tensión a
40 m y la de corriente a 60 m del punto de puesta a tierra.
10. Se toman de nuevo las lecturas correspondientes a esta nueva posición.
11. Se acerca y se aleja el electrodo de tensión y se toman los valores de las medidas correspondientes.
12. Si los valores obtenidos son los debidos, se darán por definitivos.
13. Si no es así, se volverá a aumentar la distancia de los electrodos respecto al punto de puesta a tierra y se repetirá
el proceso.
PaT
L2
L1
1m
Electrodo
de corriente
a
1m
Electrodo
de tensión
Figura 2.69. Esquema de conexiones de medida PaT.
14. Una vez terminadas las medidas necesarias, se rellenará la siguiente tabla con los resultados.
Lecturas
1
RPaT
Variación (%)
L1
L2
25
15
2
3
4
5
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 2
66
MUNDO TÉCNICO
Mejora de la resistividad del terreno en las puestas
a tierra
Un método eficaz para mejorar la resistividad del terreno
es el uso de sales electrolíticas e higroscópicas. De este
modo, se consigue un preparado químico a bajo costo
que reduce la resistencia a tierra del terreno en cuestión.
Cable de conexión
Un ejemplo es el producto Protegel de KLK Electro
materiales S.A. Este gel se obtiene a partir de la preparación de tres bolsas de material por dosis. El compuesto resultante presentará las siguientes características: estabilidad química, insolubilidad en el agua,
no es corrosivo y no es degradable por los elementos
químicos del terreno.
Arqueta de conexión
AC-RP 40
Electrodo de puesta
a tierra
Forma de utilización
Para cada electrodo debe excavarse un pozo de,
aproximadamente, 1 m × 1 m de sección y una profundidad de unos 0,4 m mayor que la longitud del electrodo a instalar.
Mezclar el contenido de la bolsa 1 con la tierra de la
excavación y rellenar con esta mezcla hasta la cabeza
del electrodo. Añadir suficiente cantidad de agua en la
excavación hasta que el terreno circundante al electrodo esté completamente húmedo.
Añadir a la cavidad la solución obtenida mezclando el
contenido de la bolsa 2 de con 20 litros de agua (utilizar un envase no metálico).
Llenar nuevamente la cavidad con agua y esperar hasta
que esta se absorba por completo.
Nº 1
a Figura
Nº 2
Tierra mezclada
con Protegel
a Figura
2.70. Pica a tierra. (Cortesía de KLK).
Añadir a la cavidad la solución obtenida mezclando
el contenido de la bolsa 3 de con 20 litros de agua
(utilizar un envase no metálico distinto del anterior)
y esperar a que se absorba por completo.
Finalmente, colocar la arqueta de registro AC-RP 40 y
rellenar la cavidad con tierra para completar la instalación.
Nº 3
2.71. Elaboración del gel Protegel de KLK.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Centros de transformación
67
EN RESUMEN
SISTEMA ELÉCTRICO
Producción
Centro de reparto
Distribución
Transporte
Líneas MT
Centros de transformación (CT)
Aparamenta
Líneas BT
Clasificación y aparamenta
CT prefabricados
Esquemas y PaT
Mantenimiento
Material de seguridad
EVALÚA TUS CONOCIMIENTOS
1. La conexión eléctrica entre el transformador de
potencia de un CT y el cuadro de BT se debe realizar con…
a. cable unipolar de 240 mm2 de sección, con conductor de aluminio tipo RV y de 12/20 kV.
b. cable unipolar de 240 mm2 de sección, con conductor de aluminio tipo RV y de 0,6/1 kV.
c. cable unipolar de 240 mm2 de sección, con conductor de cobre tipo RV y de 0,6/1 kV.
2. En un CT de intemperie sobre apoyo la altura de
los aparatos respecto del suelo ha de ser:
a. 5 m para partes bajo tensión y en servicio, y 2 m para
la parte inferior de la cuba del transformador y las
masas de los equipos.
b. 6 m para partes bajo tensión y en servicio, y 3 m
para la parte inferior de la cuba del transformador y
las masas de los equipos.
c. 5 m para partes bajo tensión y en servicio, y 3 m para
la parte inferior de la cuba del transformador y las
masas de los equipos.
Resuelve en tu cuaderno
o bloc de notas
3. Los elementos de protección de un CT de tipo intemperie son:
a. seccionador con relés térmicos y autoválvulas.
b. seccionador con cortacircuitos fusibles y autoválvulas.
c. seccionador con cortacircuitos fusibles e interruptor
de maniobra.
4. Un CT dotado con celda de entrada de línea en
AT, celda de salida de línea en AT y celda con interruptor-seccionador con fusibles para protección
del transformador es designado como…
a. 2L1P
b. 2L1F
c. 2L2PT
5. La diferencia de tensión entre dos puntos de la
superficie del terreno, separados por una distancia de 1 m, se denomina…
a. tensión de contacto.
b. tensión del terreno.
c. tensión de paso.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 3
68
3
El transformador
vamos a conocer...
1. Finalidad y uso del transformador
2. Constitución y elementos del transformador
3. Clasificación de los transformadores
4. Transformadores de distribución
5. Transformadores trifásicos
6. Conexión de transformadores en paralelo
7. Dispositivos para la protección del
transformador
8. Transformador de intensidad
9. Transformador de tensión
10. Pérdidas en el transformador
11. Rendimiento del transformador
PRÁCTICA PROFESIONAL
Cálculo de la relación de transformación
MUNDO TÉCNICO
Protección ambiental
y al finalizar esta unidad...
Sabrás la utilidad de los transformadores.
Identificarás las partes del transformador.
Podrás calcular las características del
transformador.
Conocerás las distintas conexiones de los
devanados en los transformadores trifásicos.
Sabrás las características que deben tener los
transformadores para conectarse en paralelo.
Conocerás las protecciones que debe tener el
transformador.
Podrás conectar los transformadores de medida
y determinar el valor de los instrumentos
conectados a ellos.
Sabrás determinar las pérdidas de un
transformador a distintas cargas.
Podrás calcular el rendimiento del transformador.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
69
CASO PRÁCTICO INICIAL
situación de partida
Manuel Marías es un trabajador cualificado y trabaja como técnico en una empresa de mantenimiento eléctrico. Esta semana
tiene que realizar el mantenimiento del transformador en un
centro de transformación y, para ayuda de campo, le acompaña
un trabajador autorizado, que, además de conocer e identificar
los datos de la placa de características del transformador, podrá
comprobar si se corresponden con la documentación que hace
referencia a dicho transformador.
25 000 V / 420 V. Grupo de conexión Dyn11.
En la placa de características se pueden leer entre otros los
siguientes datos:
Baja tensión:
Transformador trifásico, 50 Hz, refrigeración natural ONAN.
Tensión de cortocircuito 5%.
Peso del líquido 530 kg, S = 1000 kVA.
Líquido: aceite.
Temperatura máxima ambiente 40 ºC.
Sobrepresión 0,25 Kg/cm2.
Material AT/BT: Aluminio.
Alta tensión:
26 875 V; 26 250 V; 25 625 V; 25 000 V; 24 375 V; 21,48 A,
21,99 A; 22,53 A, 23,096 A; 23,68 A.
420 V, 1374,68 A. U2-V2-W2.
estudio del caso
Antes de empezar a leer esta unidad de trabajo, puedes contestar las dos primeras preguntas. Después analiza cada
punto del tema con el objetivo de contestar el resto de preguntas de este caso práctico.
1. ¿Qué utilidad tienen los transformadores?, ¿se usan
solo para obtener tensiones menores de 1 kV?
2. ¿Sabrías decir la tensión y la corriente nominales del
primario del transformador del caso práctico?
3. ¿Puedes indicar el significado de las siglas ONAN de
la placa de características del transformador?
4. ¿Por qué en el lado de AT hay marcados cinco valores
de tensión?
5. ¿Puede utilizarse el transformador con corriente continua?
6. Si la tensión de cortocircuito es del 5%, ¿Podría conectarse en paralelo con otro transformador de 6%
de tensión de cortocircuito?
7. Si el transformador tiene conectada una carga de
650 kW y cosϕ = 0,8, ¿qué índice de carga representa
dicha potencia?
8. Vuelve a leer los datos de la placa de características.
¿Podemos conocer las pérdidas del transformador?,
¿por qué?
9. ¿Podrías conocer la máxima caída de tensión que
puede tener el transformador que nos ocupa? Si es
así, ¿cuál será su valor?
10. ¿Qué precaución especial se debe tomar siempre con
un transformador de intensidad?
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 3
70
1. Finalidad y uso del transformador
El transformador es la máquina utilizada en el sistema eléctrico para adaptar los
valores de tensión e intensidad en cada punto de la secuencia: generación, transporte, distribución y consumo de energía eléctrica.
En cada punto de la secuencia de distribución ocurre lo siguiente:
•฀ Los alternadores producen energía eléctrica con tensiones entre 6 y 18 kV.
•฀ El transporte resulta más económico cuanto más alta sea la tensión, debido a
que la corriente y la sección de los conductores serán menores en AT, dando
lugar a menos pérdidas por el efecto Joule.
•฀ El consumo de energía eléctrica se realiza a tensiones bajas, 230 V, 400 V, etc.
3.1. Transformador.
(Cortesía de ABB).
a Figura
Por todo ello es necesario transformar continuamente las características de la
energía eléctrica.
1.1. Principio de funcionamiento
Un transformador es una máquina eléctrica estática y reversible, que puede
modificar tensión e intensidad para una potencia dada, manteniendo constante
la frecuencia de la red.
En esquemas eléctricos, los transformadores se representan mediante los siguientes símbolos:
Figura 3.2. Símbolos que representan transformadores monofásicos (izquierda) y
trifásicos (derecha).
a
Al conectar el devanado primario a una fuente de tensión alterna, circula por
dicho bobinado una corriente que origina un campo magnético variable que se
cierra a través del núcleo. La variación de dicho campo magnético afectará al
devanado secundario, induciéndose en él una fuerza electromotriz según la Ley
de Faraday.
I
Campo
magnético
U1
recuerda
N1
Un transformador solo funciona en corriente alterna, pues en
corriente continua el flujo magnético no será variable y no se inducirá tensión alguna en el devanado
secundario.
a Figura
U2
N2
3.3. Campo magnético en el núcleo de un transformador.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
El transformador
71
2. Constitución y elementos
del transformador
Al abordar los elementos constitutivos del transformador, se tendrá en cuenta
tanto el aspecto interno (circuito eléctrico y magnético) como la estructura externa. En los siguientes apartados se desglosarán ambos aspectos.
2.1. Configuración interna
El interior de un transformador está constituido, básicamente, por un circuito
magnético y dos circuitos eléctricos. Estos circuitos estarán sumergidos en un fluidos refrigerante, su objetivo es el de aliviar los aumentos de temperatura debido
al paso de la corriente.
3.4. Transformador para
aplicación industrial. (Cortesía de
Roqmo S.L.).
a Figura
Circuito magnético
Circuitos
eléctricos
a Figura
3.6. Constitución básica de un transformador.
a Figura 3.5. Transformador de distribución. (Cortesía de Power Solutions).
•฀ Circuito magnético. Está formado por un conjunto de chapas de acero de muy
bajo espesor (unos 0,3 mm) aleadas con silicio. A dicho conjunto de chapas se
le denomina núcleo.
Es importante recordar que el núcleo siempre estará conectado a tierra.
La disposición del núcleo sirve para clasificar los transformadores, ya que pueden darse en columnas o de tipo acorazado.
Secundario
Primario
Núcleo
Primario
Los dos
devanados
Núcleo
Secundario
a Figura 3.7. Transformador monofásico de columnas (arriba) y monofásico acorazado (abajo).
a Figura 3.8. Sección de las columnas de un núcleo magnético.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 3
72
•฀ Circuito eléctrico. Está constituido, básicamente, por dos bobinados (primario
y secundario) devanados sobre el núcleo magnético.
El devanado que recibe energía se denomina primario, y actúa como receptor,
mientras que el devanado que suministra energía a las cargas conectadas al
transformador se denomina secundario, actuando como generador.
Primario
Concéntricos
a Figura
Secundario
3.9. Denominación de los bobinados.
Otra clasificación se basa en el valor de la tensión en cada devanado, según
esto se llama bobinado de alta (AT) al arrollamiento con mayor tensión,
mientras que se llama bobinado de baja (BT) al que menor tensión presente
entre sus bornes.
AT BT
Respecto la disposición de los devanados, se distinguen dos casos:
– Concéntricos. Cada uno de los devanados está distribuido a lo largo de
toda la columna. El devanado de tensión más baja se encuentra en la parte más cercana al núcleo, aislado de este y del devanado de tensión más
elevada.
Alternados
– Alternados. Los dos devanados están divididos cada uno en un número de
bobinas dispuestas de forma alternada en las columnas del núcleo.
AT
BT
Por último, respecto a los conductores de los devanados, es importante mencionar que están aislados entre sí. Para transformadores de baja potencia se
utilizan hilos esmaltados; sin embargo, para altas potencias serán necesarias
pletinas rectangulares encintadas con papel impregnado en aceite.
•฀ Elemento refrigerante. Tanto el núcleo como los bobinados van inmersos en
un fluido refrigerante que alivia las altas temperaturas.
Figura 3.10. Disposición de los
devanados.
a
La designación del sistema de refrigeración utilizado en los transformadores
está normalizada según las normas UNE.
Dicho sistema consta de cuatro letras, donde cada una suministra información
de un tipo.
– Primera letra. Se refiere al medio de refrigeración interno que está en contacto con los arrollamientos. Las opciones son:
◗
O. Aceite mineral o líquido aislante sintético con punto de inflamación
menor de 300 °C.
◗
K. Líquido aislante con punto de inflamación superior a 300 °C.
◗
L. Líquido aislante con punto de inflamación no medible.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
El transformador
73
– Segunda letra. Indica el modo de circulación del medio de refrigeración
interno. Los modos son:
◗
◗
◗
N. Circulación natural por termosifón a través del sistema de refrigeración
y en los arrollamientos.
F. Circulación forzada a través del sistema de refrigeración, circulación por
termosifón en los arrollamientos.
D. Circulación forzada a través del sistema de refrigeración, dirigida
desde el sistema de refrigeración hasta, al menos, los arrollamientos
principales.
– Tercera letra. Se refiere al medio de refrigeración externo. Las opciones son:
◗
A. Aire.
◗
W. Agua.
caso práctico inicial
En el transformador propuesto en
el caso práctico pueden leerse las
siglas ONAN. Por tanto, las características de su refrigeración son:
•฀ O. Los arrollamientos están
refrigerados con aceite mineral.
•฀ N. La circulación del aceite
mineral es natural.
•฀ A. La parte externa está refrigerada por aire.
•฀ N. La circulación del aire es
natural.
– Cuarta letra. Indica el modo de circulación del fluido externo. Las posibilidades son dos:
◗
N. Convección natural.
◗
F. Circulación forzada (ventiladores y bombas).
Algunos casos comunes pueden verse en la siguiente tabla:
ONAN
Refrigeración aceite natural (ON)
Refrigeración aire natural (AN)
Radiadores
ONAF
Refrigeración aceite natural (ON)
Refrigeración aire forzada (AF)
Ventiladores
OFAN
Refrigeración aceite forzada (OF)
Bombas de aceite
Refrigeración aire natural (AN)
Radiadores
OFAF
Refrigeración aceite forzada (OF)
Aerotermos
Refrigeración aire forzada (AF)
Aerotermos
OFWF
Refrigeración aceite forzada (OF)
Aerotermos
Refrigeración agua forzada (WF)
Intercambiadores
El tipo de fluido empleado depende del tipo de transformador.
•฀ Para poca potencia y baja tensión son de aislamiento seco y el aire hace de
refrigerante.
•฀ En los de gran potencia y alta tensión las bobinas se introducen en unas cubas
con aceite mineral o bien se encapsulan en resina.
ACTIVIDADES
1. ¿Cómo es el elemento refrigerante del transformador?
a. Siempre aceite mineral.
b. Es de aire o resina epoxi.
c. Depende de la potencia del transformador.
2. ¿Qué variantes puede presentar el núcleo de los transformadores trifásicos?
a. Acorazado.
b. Columna.
c. Puede ser de ambos tipos.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 3
74
2.2. Configuración externa
caso práctico inicial
Algunos elementos constitutivos de particular interés son:
Los transformadores suelen estar
equipados con un conmutador
de 5 posiciones en el lado de alta
tensión, para poder así regular la
razón de transformación y adaptar
la tensión de baja a las necesidades del consumidor.
•฀ Cuba. Es el depósito que contiene el líquido refrigerante (aceite) y donde van
inmersos los bobinados y el núcleo del transformador.
En el transformador del caso
práctico pueden observarse, en la
tabla de especificaciones que se
presenta, las cinco posiciones del
lado de alta.
•฀ Depósito de expansión del aceite. Se sitúa en la parte superior de la cuba y se
comunica con ella.
•฀ Bornes o pasatapas. Son los elementos de conexión eléctrica con la red, tanto
la de salida como la de entrada. Los transformadores contan de 3 bornes de MT
para la conexión a la red de entrada de MT y 4 bornes de BT para la conexión
con la red de salida de BT.
Depósito de expansión
Pasatapas AT
Pasatapas BT
Cuba
Placa de
características
a Figura
3.11. Elementos externos de un transformador.
•฀ Placa de características. Situada en un lateral y muy visible. En ella se indican
tensiones nominales, potencia, intensidades, tensión de cortocircuito, grupo
de conexión, índice horario, etc.
a Figura 3.12. Placa de características de un transformador. (Cortesía de General
Electric).
a Figura 3.13. Conmutador. (Corte-
sía de Magnetrón S.A.).
•฀ Conmutador de tensiones en vacío. Los transformadores están, normalmente,
equipados con un conmutador en vacío de 5 posiciones en el lado de alta tensión con el mando situado en la tapa.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
El transformador
75
3. Clasificación de los transformadores
Los transformadores pueden ser clasificados atendiendo a diversas consideraciones, a continuación se muestra una breve relación de los tipos básicos:
•฀ Según su función. Para una potencia dada, el transformador puede servir para
aumentar o para reducir la tensión. En el caso de la distribución, antes del
transporte será necesario incrementar la tensión, disminuyendo la intensidad.
Al que realiza esta función se le llama transformador elevador y cumplirá que
la tensión del secundario es mayor que la tensión del primario.
U2 > U1
I2 < I1
De un modo análogo aparece el transformador reductor, que reducirá la tensión, por ejemplo, al final de la red de transporte donde una baja intensidad ya
no es necesaria. En este tipo de transformador la tensión del primario es mayor
que la del secundario.
U2 < U1
I2 > I1
Aunque los transformadores descritos parecen distintos, cabe recordar que se
trata de máquinas reversibles, es decir, que pueden alimentarse por el lado AT
(reductores) o por el lado de BT (elevadores).
•฀ Según potencia transformada. Se distinguen tres tipos:
– De potencia. Tienen por finalidad el transporte de energía eléctrica en alta
tensión.
– De medida. Permiten reducir los valores elevados de tensión o intensidad a
otros menores pero proporcionales. De este modo es posible realizar medidas
sin necesidad de adaptar los aparatos de medida.
a Figura 3.14. Transformador de potencia.
(Cortesía de Hyosung).
3.15. Transformadores de medida
de corriente. (Cortesía de Crompton Instruments).
a Figura
– De comunicaciones. Previstos para trabajar con tensiones y frecuencias
variables, se emplean, fundamentalmente, en aplicaciones electrónicas.
•฀ Según elemento refrigerante. Distinguimos dos tipos: secos o de baño en
aceite.
•฀ Según el tipo de refrigeración. Puede ser: natural o forzada.
•฀ Según el sistema de corrientes. Son dos tipos: monofásicos o trifásicos.
3.16. Transformador trifásico. (Cortesía de C2ei).
a Figura
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 3
76
4. Transformador de distribución
Los transformadores de distribución usados habitualmente son trifásicos del tipo
MT/BT, y se emplean para distribuir la energía en BT a ciudades y fábricas de
tamaño medio.
Las potencias normalizadas son: 50, 100, 160, 250, 400 y 630 kVA.
Estos transformadores pueden ser en seco o utilizar un baño de aceite.
3.17. Transformadores con baño de aceite (izquierda) y en seco (derecha). (Cortesía de
CEA e IMEFY, respectivamente).
a Figura
saber más
Dependiendo del caso, los refrigerantes fluidos más comunes son:
Los aceites PCB (Piraleno) eran
muy comunes en el pasado, pues
eran no combustibles; sin embargo, en la actualidad han dejado de
utilizarse debido a que producen
gases tóxicos.
•฀ Aceite mineral. Es biodegradable y tiene larga vida, su principal inconveniente es ser combustible.
•฀ Aceite de silicona. Es biodegradable y presenta combustión a temperaturas
superiores a 320 °C.
•฀ Resina. Es la tendencia actual, los devanados van encapsulados en vacío mediante resina fundida.
4.1. Designación de bornes
La designación de los bornes en los lados de alta y baja tensión se observa en la
tapa de la cuba del transformador.
A continuación se muestran las dos posibles designaciones que pueden encontrarse, la antigua y la actual:
1U
2n
a Figura
1V
2u
1W
2v
2w
A
n
B
a
C
b
c
3.18. Designación de terminales. Versión antigua (derecha) y versión actual (izquierda).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
El transformador
77
4.2. Funcionamiento en régimen de vacío
Un transformador funciona en vacío cuando el primario está conectado a una
fuente de tensión alterna y no tiene ninguna carga o receptor conectado en el
secundario.
En esta situación no hay intensidad de corriente eléctrica circulando por el devanado secundario, es decir, está abierto (I2 = 0).
Por el primario circula una pequeña corriente eléctrica, es la intensidad de vacío
I0, que genera un flujo magnético en el núcleo Φ 0. Como se ha visto con anterioridad, el flujo inducirá una tensión en el devanado secundario U2.
U1 = E1 = 4,44 · f · N1 · φ0
U2 = E2 = 4,44 · f · N2 · φ0
La relación entre las tensiones primaria y secundaria viene dada por la relación
entre el número de espiras de los devanados, a este valor se le llama relación de
transformación (m).
0
I0
N2
E1
U1
E2
U2
N1
a Figura
U1
N
= 1 =m
U2
N2
3.19. Transformador en vacío.
4.3. Funcionamiento en régimen de carga
Cuando al secundario del transformador N2 se le conecta una carga Z, se dice que
está en régimen de carga.
Al conectar el bobinado primario N1 a la tensión U1 de la red circula por él una
corriente I1. Este corriente que se denominará corriente primaria de carga dará lugar
a un flujo magnético Φ 1.
Por otro lado, al estar cerrado el bobinado secundario, circulará por él una corriente I2 que se denominará corriente secundaria de carga. Dicha corriente, como
se indicó anteriormente, dará lugar a otro flujo magnético Φ 2.
La combinación de estos dos flujos en el núcleo da como resultante el flujo de
vacío Φ 0, que inducirá en el devanado secundario una tensión U2.
U1
a Figura
N2
E1
N1
3.20. Transformador en carga.
E2
U2
Se puede considerar que el transformador es ideal si no hay pérdidas, en ese caso las potencias
permanecen invariables (activa,
reactiva y aparente).
P1 = U1 · I1 · cosϕ1 ⎫
⇒ P1 = P2
P2 = U2 · I2 · cosϕ2 ⎬
⎭
I2
I1
recuerda
U1
N
I
= 1 =m= 2
U2
N2
I1
Q1 = U1 · I1 · senϕ1 ⎫
⎬ ⇒ Q1 = Q2
Q2 = U2 · I2 · senϕ2 ⎭
Y finalmente:
S1 = U1 · I1 ⎫
⎬ ⇒ S1 = S2
S2 = U2 · I2 ⎭
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 3
78
4.4. Características generales de los transformadores
de distribución
Las características a tener en cuenta al diseñar un transformador de distribución
son las siguientes:
•฀ Potencia nominal. Es el valor de potencia aparente que puede suministrar el
secundario de un transformador. Este valor estará referido a la tensión nominal
en las condiciones de temperatura preestablecidas.
Sn = 3 ⋅U 2 n ⋅ I2 n
Siendo:
– Sn. Potencia nominal (kVA) a una Tmáx (Cu) de 65 °C.
– U2n. Tensión nominal (kV) a una Tmáx (aceite) de 60 °C.
– I2n. Intensidad nominal (A) a una Tmáx (ambiente) de 40 °C.
Las potencias nominales están normalizadas y los valores son: 25, 50, 100, 250,
400 y 630 kVA.
•฀ Tensión nominal primaria. Se refiere a la tensión de alimentación del transformador U1n.
•฀ Tensión máxima de servicio. Es la máxima tensión que soportaría el transformador funcionando en régimen permanente.
En el caso de distribución, para una tensión nominal en el primario de 20 kV,
correspondería una tensión máxima de servicio de 24 kV.
•฀ Tensión nominal secundaria. Es la obtenida en los bornes del secundario (U2n)
cuando el transformador opera en vacío y se alimenta el circuito primario a su
tensión nominal.
Su valor suele ser un 5% mayor, respecto a los valores nominales de la red, para
compensar las caídas de tensión.
caso práctico inicial
Las tensiones nominales del transformador están marcadas en la
placa de características (U1n / U2n),
en este caso la U1n es 25 000 V.
La intensidad nominal del primario
aparece entre los cinco valores de
corriente dados en el lado de AT
(23,096 A), aunque también puede calcularse según la expresión:
I1n =
Sn
3 ⋅U1n
Numéricamente:
I1n =
1000 000
= 23096
,
A
3 ⋅ 25000
Clase
Tensión nominal secundaria
B1
230/133 V
398/230 V
400/231 V
B2
420/242 V
Donde:
– Clase B1. Transformadores aptos, únicamente, para alimentar redes a una
tensión de 230 V.
– Clase B2. Transformadores aptos, únicamente, para alimentar redes a una
tensión de 400 V.
•฀ Intensidad nominal primaria. Es la que recorre el devanado primario cuando
el transformador trabaja a plena carga o a su potencia nominal.
I1n =
Sn
3 ⋅ U1n
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
El transformador
79
•฀ Intensidad nominal secundaria. Es la que recorre el devanado secundario
cuando el transformador suministra su potencia nominal.
I2 n =
Sn
3 ⋅U 2 n
•฀ Tensión de cortocircuito. Es la tensión que hay que aplicar al bobinado primario para que, estando en cortocircuito el devanado secundario, circule por
cada uno de ellos su intensidad nominal.
saber más
La tensión de cortocircuito UCC en
% también indica el valor máximo
en % de la caída de tensión que
puede tener un transformador
para ϕ2 = ϕcc.
Si la U CC% tiene un valor muy
bajo, la intensidad de cortocircuito
en régimen permanente alcanza
valores muy elevados.
La tensión que mide el voltímetro en ese momento en el primario es la tensión
de cortocircuito UCC.
I1n
I 2n
V
A
N2
N1
Ucc
a Figura
3.21. Tensión de cortocircuito.
La tensión de cortocircuito UCC se expresa en % de la tensión nominal del
primario y su valor se indica en la placa de características del transformador.
A partir de ahora será uCC:
caso práctico inicial
uCC =
UCC · 100
U1n
Para acoplar transformadores en paralelo, una de las condiciones que deben
cumplir es tener igual tensión de cortocircuito en % (ucc).
UCC%
Tensión
Potencia
≤ 24
36
≤ 630 kVA
4%
4.5%
> 630 kVA
6%
6%
El valor en % de la tensión de cortocircuito es igual al valor en % de
la caída de tensión máxima Δumáx,
cuando ϕ2 = ϕcc.
Δumáx =
ΔUmáx · 100
U2n
Δumáx · U2n
ΔUmáx =
100
Numéricamente:
ΔUmáx =
5 · 420
100
= 21 V
ACTIVIDADES
3. Calcular el número de espiras del bobinado primario de un transformador reductor 120 / 24 V de frecuencia
50 Hz, si la bobina del devanado secundario es de 65 espiras.
4. Determinar las intensidades nominales de un transformador trifásico elevador 0,44 / 20 kV de frecuencia 50 Hz
y potencia nominal 630 kVA.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 3
80
5. Transformadores trifásicos
El transformador trifásico puede considerarse como la conexión entre sí de tres
transformadores monofásicos idénticos. Para su construcción se emplea un núcleo
con tres columnas alineadas donde se arrollan los respectivos bobinados primarios
y secundarios.
Bornes
Carretes
Devanados de
cada una de
las fases
Base /soporte
Núcleo
magnético
a Figura
3.22. Partes de un transformador trifásico.
5.1. Designación de devanados
Al bobinar los tres transformadores monofásicos sobre un mismo núcleo, se obtienen tres primarios y tres secundarios.
Primario
1U1
2U1
2U2
2V1
1U2
2V2
1V1
2W1
Primario
1V2
1W1
1U1
1V1
1W1
1U2
1V2
1W2
2U2
2V2
2W2
2U1
2V1
2W1
2W2
Secundario
a Figura
1W2
Secundario
3.23. Devanados de un transformador trifásico.
5.2. Conexión de devanados
Cada grupo de devanados, ya sea el primario o el secundario, admite tres posibilidades distintas de conexión: estrella, triángulo y zig-zag.
3.24. Devanados en estrella y en triángulo.
a Figura
•฀ Conexión en estrella. En este formato cada fase soporta una tensión menor
que la de la red, por lo tanto serán necesarias menos espiras aunque la sección
de los conductores sea mayor (IF = IL), aumentando así la resistencia mecánica.
Se pueden utilizar dos tensiones. Se denominará Y (devanado en AT) o y (devanado en BT).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
El transformador
81
•฀ Conexión en triángulo. Cada bobinado soporta la tensión de línea y, respecto a la
configuración en estrella, el número de espiras es mayor. Por cada fase circulará menor corriente que por la línea, por tanto la sección de los conductores será menor.
No dispone de neutro. Se denomina D (devanado en AT) o d (devanado en BT).
•฀ Conexión en zig-zag. Se utiliza para evitar desequilibrios, consite en dividir
el devanado de cada fase en dos mitades y bobinarlos en sentido contrario,
conectándolos en serie por columnas consecutivas y cerrando en estrella. Se
denomina Z (devanado en AT) o z (devandao en BT).
a Figura 3.25. Devanado en zig-zag.
5.3. Grupos de conexión e índice horario
Como se ha visto con anterioridad, cada grupo de devanados puede darse en
distintas configuraciones: estrella, triángulo o zig-zag. Es sabido, también, que un
transformador posee dos grupos de devanados, uno de alta (primario) u otro de
baja (secundario), por tanto las combinaciones crecen.
Se define grupo de conexión como el conjunto de letras que designa las conexiones
del primario y del secundario. Como se dijo con anterioridad, se usarán letras mayúsculas para el devanado de alta y minúsculas para el de baja, siendo Y/y para la conexión
en estrella, D/d para la realizada en triángulo y, finalmente, Z/z si fuera en zig-zag.
Algunos ejemplos son:
Grupo de conexión Dy
Grupo de conexión Dz
Grupo de conexión Yd
Se define índice horario como el número que, multiplicado por 30°, define el
ángulo de desfase entre las tensiones primarias y secundarias.
Este número corresponde con la hora que indicaría la aguja horaria de un reloj
(tensión secundaria) y la aguja del minutero en las doce (tensión primaria).
12
12
9
3
12
9
3
9
12
3
9
3
6
6
6
6
Índice 0
Índice 11
Índice 6
Índice 5
a Figura
caso práctico inicial
El transformador del que debe
realizarse el mantenimiento es del
tipo Dyn11.
3.26. Definición del índice horario.
Los grupos de conexión e índices horarios que se utilizarán son:
•฀ Yzn11. Se usa para potencias menores que 160 kVA.
•฀ Dyn11. Se usa para potencias mayores que 160 kVA.
V1
V2
V1
V2
U1
U2
U1
U2
W1
W2
W1
W2
Grupo de conexión Yzn11
Grupo de conexión Dyn11
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 3
82
6. Conexión de transformadores
en paralelo
saber más
Al conectar dos transformadores
en paralelo, si no tuvieran la misma tensión de cortocircuito, el que
tenga la ucc más baja será el más
cargado.
Queda:
C1 · uCC1 = C2 · uCC2
Donde C1 y C2 son los índices de
carga de los dos transformadores.
Se definirían del siguiente modo:
C1 =
I1
I1n
C2 =
I2
I2n
En ocasiones la potencia demandada por los usuarios es superior a la que puede
aportar un transformador, en este caso será necesario conectar nuevos transformadores a la red.
Para acoplar los transformadores, se unirán entre sí todos los primarios y, por otro
lado, todos los secundarios. Esta condición de acoplamiento obliga a que todos
los transformadores cumplan las siguientes condiciones:
•฀ Tener igual relación de transformación.
•฀ Poseer igual tensión de cortocircuito para reparto de carga.
•฀ Igual o similar potencia.
•฀ Idéntico índice horario.
•฀ Se deben conectar los mismos bornes a los mismos cables de fase. Terminales
homólogos.
L1
L2
L3
1U
N
1V
1W
1U
2U 2V 2W
N
1V
1W
2U 2V 2W
L1
L2
L3
N
a Figura
3.27. Conexión de transformadores en paralelo.
7. Dispositivos para la protección
del transformador
El transformador de distribución está sometido a una serie de incidentes que pueden ocasionar su avería. Es, por tanto, necesario protegerlo por medio de sistemas
que detecten y desconecten el circuito, o bien realicen una indicación de alarma,
cuando se produzca algún defecto.
Los principales defectos que pueden afectar a un transformador se deben a:
•฀ Condiciones externas. Son circunstancias ajenas al funcionamiento propio
del transformador. Las más comunes son:
– sobrecarga,
– cortocircuito,
– sobretensión / reducción de frecuencia.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
El transformador
83
•฀ Fallos internos. Aparecen por el mal funcionamiento de alguno de los elementos del transformador. Los más comunes son: cortocircuitos entre espiras en la
misma o distinta fase, defectos fase – carcasa, defectos en el circuito magnético,
defectos en el conexionado / aisladores, defectos en el sistema de refrigeración.
7.1. Elementos de protección del transformador
Distintos elementos pueden proteger el transformador en caso de problemas. Los
más comunes se describen a continuación, así como su principio de funcionamiento en caso de fallo interno o externo. Son los siguientes: fusibles, interruptor automático, termómetro, relé Buchholz, relé integrado DGPT, desecador de
silicagel y válvula de sobrepresión.
Fusibles
Su funcionamiento se basa en la fusión de un elemento conductor debido al calor
producido por efecto Joule. Es importante recordar que dicho calor es proporcional al cuadrado de la intensidad que lo recorre.
Algunas características son:
•฀ Protegen contra cortocircuitos, no siendo adecuados para la protección frente
a sobrecargas. Una excepción son los de tipo Full Range cuyas curvas de fusión
sí permiten realizar esta función.
Contacto
Cilindro de porcelana
Bobina del percutor
Contacto
Cilindro de
porcelana
Cuarzo
granulado
Bobina
del
percutor
Material de sellado
Elementos de
Cuarzo granulado
hermético para protección
fusión del fusible
Núcleo
en
estrella
ante condiciones meteorológicas
a Figura
Elementos
de fusión
3.28. Fusibles.
(Cortesía ABB).
a Figura
Núcleo
en estrella
3.29. Fusible Full Range. (Cortesía Cooper Bussmann).
•฀ Están constituidos por una cinta conductora de plata con diseño especial arrollada sobre un elemento cerámico llamado cruceta. El conjunto se ubica en el
interior de una envolvente cerámica o de fibra de vidrio, estando el interior
lleno de sílice de granulometría adecuada. Finalmente, se obtiene un conjunto
estanco con elementos de contacto llamados cazoletas en ambos extremos.
•฀ La cinta de plata, en función de la intensidad nominal de diseño será de
sección variable. Así, si aparece un cortocircuito, comenzaría a fundirse por
estos estrechamientos, de modo que se produciría un arco dividido y múltiples
aperturas al mismo tiempo.
•฀ El calor generado provoca la fusión de la sílice, formando un compuesto aislante (fulgurito), enfriando al mismo tiempo el arco.
•฀ Al realizarse la fusión, se libera un elemento percutor asociado al fusible y
retenido hasta ese momento por un muelle, de modo que puede, mediante un
sistema de timonería adecuado, producir la apertura del interruptor, maniobra
que se realiza ya sin carga.
•฀ La selección de un fusible depende de la tensión e intensidad nominales de la
instalación a proteger. La intensidad nominal del fusible debe ser muy superior
a la nominal de la instalación, ya que debe soportar sin fundir las crestas de corriente producidas por la puesta en marcha del correspondiente transformador.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 3
84
La protección contra cortocircuitos del transformador de un centro de transformación, queda asegurada por la acción de los fusibles del elemento de protección
ruptofusible; sin embargo, la acción continuada de sobrecargas débiles no hace
actuar los fusibles, pero sí puede originar calentamientos en la máquina que pueden resultar perjudiciales con el paso del tiempo.
Interruptor automático
Este interruptor es el encargado de proteger contra sobreintensidades, ya que
desconecta el circuito si hay una corriente superior a la prevista en cualquiera
de las fases.
La detección la efectúa un relé de sobreintensidad temporizado.
La protección se puede realizar de dos modos:
3.30. Relé electrónico.
(Cortesía de Schneider Electric).
a Figura
•฀ Tipo directo (electromecánicos). Se instalan en el circuito principal y su apertura se provoca por actuación directa sobre el interruptor a través de un sistema
de timonería y/o disparo.
Actúa frente a sobrecargas por la acción de un bimetal que provoca el disparo.
Ante cortocircuitos, el corte es debido al campo producido por la intensidad
que atraviesa una bobina.
•฀ Tipo indirecto (electrónicos). Disponen de elementos captadores instalados
en el circuito principal. Estos elementos proporcionan una señal a un relé, que
actúa sobre un elemento de disparo o alarma.
Termómetro
Se sitúan en contacto con el aceite del transformador y disponen de contactos
ajustables a la temperatura deseada. Al alcanzar un valor de temperatura considerado peligroso, se activa un circuito eléctrico que abre el ruptofusible.
Si la potencia del transformador es pequeña, se emplea un termómetro de columna, es de vidrio con el elemento indicador de alcohol.
En transformadores de potencia elevada, se utiliza el termómetro de esfera, que
dispone de dos contactos ajustables para alarma o disparo al alcanzar la temperatura seleccionada.
3.31. Termómetros de max-min (izquierda), de columna (centro) y de esfera (derecha).
(Cortesía de Messko y Jumo).
a Figura
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
El transformador
85
Para detectar la temperatura en los transformadores de aislamiento seco en resina
epoxi, durante el proceso de bobinado, se instala en sus devanados una sonda
PTC con un conversor electrónico que puede desconectar o dar alarma cuando
la temperatura supera el valor establecido.
a Figura
3.32. Sonda PTC.
Relé Buchholz
Se instala en la canalización que une la cuba con el depósito de expansión.
Los incidentes eléctricos que puedan afectar a los bobinados sumergidos en
aceite se traducen en una emisión de gases que el relé Buchholz es capaz de
detectar. Una vez detectado el problema, el relé envía una señal de apertura al
ruptofusible.
El relé dispone de una mirilla donde se puede ver el color de los gases desprendidos y, en función del color, conocer la naturaleza del problema.
Los colores pueden ser: blanco (destrucción del papel), amarillo (madera deteriorada), negro o gris (descomposición del aceite) o rojo (problemas con el
aislamiento de los bobinados).
a Figura
3.33. Relé Buchholz.
(Cortesía Siemens).
a Figura
3.34. Ubicación del relé Buchholz.
El relé detecta cortocircuitos entre espiras, entre arrollamientos, entre arrollamientos y núcleo, también opera en casos de interrupción de una fase, sobrecargas
excesivas, pérdidas de aceite, etc.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 3
86
Relé integrado DGPT
caso práctico inicial
En el transformador del caso práctico aparecen dos datos que habrá
que tener en cuenta:
•฀ La temperatura ambiental máxima es de 40 ºC.
Este tipo de relé se utiliza en el caso de transformadores de llenado integral. La
protección que ofrece abarca la detección de emisión de gases, y los posibles incrementos de temperatura y aumentos de presión.
Dispone de dos niveles de control en función de la velocidad con la que se produce la emisión de gases: nivel de alarma y disparo.
•฀ Sobrepresión 0,25 Kg/cm2.
El técnico deberá regular los sistemas de protección necesarios para
mantener estos valores en sus rangos correspondientes.
a Figura
3.35. Transformador de llenado integral y relé DGPT (Cortesía AUTOMATION 2000).
Desecador de silicagel
Tiene como misión secar el aire que entra al transformador como consecuencia
de la disminución del nivel de aceite.
Está formado por un recipiente que contiene gravilla de gel de sílice. Esta sustancia es de color azul en estado seco, tornándose rosácea cuando ha absorbido un
exceso de humedad.
a Figura
3.36. Desecador de silicagel. (Cortesía Vasile & Cía. s.a.c.i.).
Válvula de sobrepresión
Figura 3.37. Válvula de escape
de sobrepresión. (Cortesía de CEDASPE).
a
Protege contra posibles deformaciones o roturas en la cuba a consecuencia de
presiones elevadas.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
El transformador
87
8. Transformador de intensidad
El transformador de intensidad se utiliza para obtener una corriente menor, pero
proporcional a la que discurre por una línea de alimentación. Este valor de la corriente se utilizará para medir parámetros de la línea. Dicho de otro modo, estos
transformadores funcionan como instrumentos de medida.
El esquema básico de un transfomador de intensidad quedaría:
I1
S1 I2
P1
A
P2
S2
Receptor
a Figura
3.38. Esquema de un transformador de intensidad.
En estos transformadores se cumple que el número de espiras del primario es menor que el del secundario, es decir, reduce de la intensidad.
A partir de la relación de transformación, puede deducirse lo siguiente:
N1
I
= 2 =m
N2
I1
I1 > I2
N2 > N1
Algunas de las características fundamentales de estos transformadores son:
•฀ El devanado primario se conecta en serie con el circuito, mientras que en
los transformadores de potencia y de tensión están conectados en paralelo.
Además, es importante saber que posee pocas espiras de hilo grueso (para no
producir caída de tensión en la línea).
Figura 3.39. Transformador de
intensidad. (Cortesía CEA).
a
•฀ La intensidad secundaria está normalizada en 5 A, solo en casos en los que la
distancia entre el transformador y el aparato de medida sea muy grande se usan
intensidades secundarias de 1 A.
•฀ Los valores estandarizados para la intensidad del devanado primario son los
siguientes: 5, 10, 15, 25, 30, 75, 100, 150, 1 500, 2 000, 3 000, 4 000, 6 000 y
10 000 A.
•฀ El devanado secundario se conecta a tierra según la normativa de seguridad, así
se evita la aparición de tensiones peligrosas en caso de un fallo de aislamiento
entre primario y secundario.
P1
•฀ Los instrumentos de medida no deben sobrepasar la potencia nominal del
transformador (5, 10, 15, 30, 50, 75 ó 100 VA).
•฀ Entre los bornes P1 y P2 no existe tensión elevada ni constante, como sucede
en los de potencia y tensión (tensión de red). La tensión primaria será la caída
de tensión que produce el bobinado primario de la línea principal.
P1
S1
P2
S2
S1
P2
S2
Figura 3.40. Símbolos de un
transformador de intensidad.
a
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 3
88
importante
En un transformador de intensidad conectado nunca debe quedar el secundario abierto. Antes
de desconectar el amperímetro,
habrá que cerrar en corto los bornes del secundario.
P1
•฀ Es totalmente improcedente dejar el secundario a circuito abierto, ya que por el
primario circula la corriente de la red y toda esa corriente sería de excitación,
sin existir corriente secundaria que la contrarrestase. Esto puede dar lugar a
tensiones secundarias peligrosas.
Placa de datos
de servicio
Conductor
de primario (W1)
Resina fundida
S1
A
Caja de
conexiones
precintable
S2
P2
Después se desconectará el amperímetro y se mantendrá el conductor entre los bornes S1 y S2.
P2
Terminal de
puesta a tierra
P1
S2
S1
Prensaestopa
a Figura
Terminales
secundarios
(Núcleo 2)
(Núcleo 2)
Placa inferior
3.41. Partes de un transformador de intensidad.
•฀ Un tipo de particular importancia es la variante de barra pasante, donde el
devanado primario lo constituye el propio conductor, pletina o cable que transporte la corriente objeto de medida.
•฀ Se utilizan desde 50 a 10 000 A de intensidad primaria.
9. Transformador de tensión
El transformador de tensión se utiliza para obtener una tensión menor, pero proporcional a la de la línea de alimentación. Es, al igual que en el caso del transformador de intensidad, un instrumento de medida.
Algunas de las características fundamentales de estos transformadores son:
P1
P2
P1
P2
•฀ Su funcionamiento es análogo al de potencia, donde el devanado primario se
conecta en paralelo a la red.
•฀ Los valores normalizados para la tensión primaria son: 110, 220, 380, 440,
2 200, 3 300, 5 500, 6 600 y 11 000 V.
•฀ El valor normalizado de tensión secundaria es de 110 V.
S1
S2
S1
S2
Figura 3.42. Símbolos de un
transformador de tensión.
a
•฀ Al igual que en los de intensidad, se debe conectar a tierra el secundario como
medida de seguridad.
•฀ No debe sobrepasarse el valor de la potencia nominal del transformador, siendo
las potencias normalizadas: 10, 15, 25, 30, 50, 75, 100, 150, 200, 300 y 400 VA.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
El transformador
89
•฀ En estos transformadores se cumple que el número de espiras del primario es
mayor que el del secundario, es decir, reduce la tensión.
N1
U
= 1 =m
N2
U2
U1 > U2
P1
U1
N1 > N2
S1
U2
P2
V
S2
a Figura 3.44. Transformadores de
tensión. (Cortesía de CEA y RITZ).
Receptor
a Figura
3.43. Esquema de un transformador de tensión.
•฀ Dada la alta impedancia de las bobinas voltimétricas, estos transformadores
trabajan muy próximos al régimen de vacío, por tanto, no hay ningún inconveniente en dejarlos a circuito abierto.
Placa de datos
de servicio
Conductor
de primario
Devanado
primario
a Figura
recuerda
Núcleo
Caja de
conexiones
precintable
Prensaestopa
Resina fundida
Un circuito abierto o en vacío es
aquel que no tiene carga alguna
conectada al devanado secundario.
Terminal de
puesta a tierra
Terminales
secundarios
Devanado
secundario
Placa inferior
3.45. Partes de un transformador de tensión.
ACTIVIDADES
5. ¿Qué lectura indicará un amperímetro de 8 A de alcance conectado al secundario de un transformador de
intensidad 125 / 5 A, si por la línea de alimentación circulan 86 A?
6. ¿Cuál será el valor de la tensión de red si un voltímetro de alcance 120 V conectado al secundario de un transformador de tensión 12000 /110 V marca 94 V?
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 3
90
10. Pérdidas en el transformador
Al ser el transformador una máquina estática, su nivel de pérdidas es muy bajo,
aun así es importante contabilizarlas e intentar minimizarlas.
En adelante se tendrán en cuenta dos tipos de pérdidas:
•฀ Pérdidas por efecto Joule en los devanados PCu (pérdidas en el cobre de los
conductores).
•฀ Pérdidas en el núcleo o pérdidas en el hierro del núcleo PFe.
10.1. Pérdidas en el cobre (PCu)
Estas pérdidas se producen debido al efecto Joule, pérdida de calor en los bobinados, y dependen del valor de la intensidad que los atraviesa. Por tanto, para
calcularla se tendrán en cuenta las pérdidas en cada uno de los bobinados:
•฀ Bobinado primario:
PCu1 = R1 · I12
•฀ Bobinado secundario:
PCu2 = R2 · I22
•฀ De este modo, en el transformador:
PCu = PCu1 + PCu2 = R1 · I12 + R2 · I22
10.2. Pérdidas en el hierro (PFe)
Las pérdidas en el núcleo se deben a dos efectos:
•฀ Corrientes de Foucault.
•฀ Histéresis.
Pérdidas por corrientes de Foucault
saber más
En ocasiones puede aprovecharse el efecto calorífico producido
por las pérdidas de Foucault para
aplicaciones de tipo industrial o
doméstico, por ejemplo, en la
fusión del platino (infusible a la llama) o en los hornos microondas.
En cualquier material conductor, cuando está sometido a variaciones de campo
magnético, se inducen unas corrientes parásitas llamadas corrientes de Foucault. Estas corrientes originan calentamiento en el núcleo y las consiguientes
pérdidas por calor. Por tanto, dependen del tipo y espesor de la aleación que
se emplee para fabricar el núcleo, aunque suele emplearse aleaciones de Fe-Si
laminado en frío.
a Figura
3.46. Corrientes parásitas de valor elevado en un núcleo macizo.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
El transformador
91
Para el cálculo de estas pérdidas seguimos la ecuación:
PF =
2,2 · f 2 · Bmáx2 · Δ2
1011
Donde:
•฀ PF son las pérdidas de Foucault (W/Kg).
saber más
Las corrientes de Foucault deben
su nombre al científico francés
que las descubrió en 1851. También pueden conocerse como
corrientes parásitas o corrientes
torbellino.
•฀ f es la frecuencia (Hz).
•฀ Bmáx es la inducción magnética máxima (Gauss).
•฀ Δ es el espesor de la chapa magnética (mm).
En ella se puede ver que si aumenta la frecuencia y el espesor de la chapa, aumentan las pérdidas por Foucault.
En las máquinas eléctricas se procura evitar al máximo la circulación de estas
corrientes, cortando el camino eléctrico por medio de núcleos especiales. Para
lograr este efecto se utilizarán núcleos de chapa, de ferrita y de aire.
•฀ Nucleos de chapa. Consisten en una serie de chapas ferromagnéticas de pequeño grosor apiladas y recubiertas de barniz aislante. Se utilizan para bajas
frecuencias.
Las chapas permiten el paso del flujo magnético, pero no de las corrientes de
Foucault, ya que estas son perpendiculares al campomagnético.
Figura 3.47. Núcleo de chapas
magnéticas.
a
a Figura
3.48. Corrientes parásitas de pequeño valor en chapas magnéticas.
•฀ Nucleos de ferrrita. Para frecuencias altas se recurre a materiales especiales
con alta permeabilidad magnética denominados ferritas.
a Figura
3.49. Núcleo de ferrita.
•฀ Núcleo de aire. Para frecuencias muy altas se recurre a dejar la bobina sin núcleo
ferromagnético, y se dice que tiene núcleo de aire. Como este es un buen aislante
eléctrico, las pérdidas por corrientes de Foucault son prácticamente nulas.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 3
92
Pérdidas por histéresis magnética
recuerda
La inducción magnética B en un
determinado material depende
de la intensidad de campo H, que
a su vez varía con la intensidad
de corriente que origina el campo
magnético.
El área comprendida por el
ciclo de histéresis determina las
pérdidas magnéticas.
Cuando un campo magnético ha estado actuando sobre un material ferromagnético, este presenta una magnetización que se mantiene mientras duran los efectos
de dicho campo. Sin embargo, cuando el campo cesa, los materiales presentan
aún, en mayor o menor medida, indicios de imanación.
Este fenómeno se denomina remanencia, y es la capacidad que tienen los materiales ferromagnéticos de mantener los efectos de la magnetización, una vez que
ha finalizado la acción que los ha generado.
El estudio de la remanencia se realiza mediante el análisis de lo que ese denomina histéresis magnética. Este proceso consiste en conocer y representar
gráficamente, mediante el denominado ciclo de histéresis, la evolución de la
inducción magnética B en función de la intensidad del campo magnético H.
Un ejemplo de ciclo de histéresis sería el siguiente:
S
B
B0
B2
B1
O
H0 H 1
H
S
a Figura
3.50. Ciclo de histéresis.
En la mayoría de las máquinas eléctricas (transformadores, motores y generadores), interesa un núcleo con un ciclo de histéresis lo más estrecho y alargado
posible.
La pérdida de potencia por histéresis depende, esencialmente, del tipo de chapa
magnética empleada. Teniendo en cuenta la inducción magnética máxima, la
frecuencia de la red y el tipo de material, es posible calcular las pérdidas según la
fórmula de Steinmetz:
n
PH = Kh · f · Bmáx
Donde:
•฀ f es la frecuencia (Hz).
•฀ Bmáx es la inducción magnética máxima (Tesla).
•฀ Kh es un coeficiente propio de cada material.
•฀ n es un coeficiente que dependerá del valor de la inducción máxima:1,6 para
Bmáx < 1 T y 2 para Bmáx > 1 T.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
El transformador
93
10.3. Ensayos para calcular las pérdidas
en un transformador
Según se ha visto con anterioridad, para calcular la eficacia de un transformador es necesario evaluar las pérdidas en el cobre PCu y en el hierro PFe.
Para hallarlas pueden usarse las ecuaciones; sin embargo, dos simples ensayos
pueden suministrar dicha información acerca del transformador ya en funcionamiento.
Ensayo de vacío
Este ensayo proporciona la potencia perdida en hierro PFe mediante la lectura
directa de los instrumentos conectados.
recuerda
Las pérdidas en un transformador
las podemos determinar mediante ecuaciones en función de las
características magnéticas del
núcleo, de la resistencia de cada
devanado y de la intensidad de
corriente en cada bobinado.
También las podemos determinar
por medio de los ensayos de vacío
y de cortocircuito.
PFe
U1n
V1
Io
W
U2n
A
V2
a Figura
3.51. Ensayo de vacío.
En el ensayo de vacío el bobinado secundario está abierto y no circulará intensidad por él (I2 = 0). El primario se conecta a la tensión nominal, siendo la tensión
del secundario la nominal del transformador.
La lectura del vatímetro es el consumo de potencia del transformador en esas
condiciones, pero como no hay carga, corresponderá a las pérdidas en el hierro
más las pérdidas en el cobre (Joule).
recuerda
Por seguridad, en el ensayo de
vacío debe alimentarse el bobinado de BT y dejar el de AT abierto.
En el bobinado secundario las pérdidas por efecto Joule son cero, ya que no
circula corriente por él, y en el bobinado primario son despreciables, ya que la
corriente de vacío I0 es muy baja.
Por tanto, se puede afirmar que vatímetro indica las pérdidas en el hierro (histéresis + Foucault):
PFe = PH + PF
De un modo global, los resultados obtenidos en este ensayo son:
•฀ Voltímetro V1: tensión nominal primaria U1n.
•฀ Voltímetro V2: tensión nominal primaria U2n.
•฀ Amperímetro: corriente de vacío Io.
•฀ Vatímetro: pérdidas en el hierro PFe.
•฀ El factor de potencia.
cosϕ0 =
PFe
U1n · I0
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 3
94
Ensayo en cortocircuito
recuerda
Por seguridad, en el ensayo en
cortocircuito debe alimentarse el
bobinado de AT y cortocircuitar el
de BT.
Mediante este ensayo, es posible obtener la potencia perdida por efecto Joule o
pérdidas en el cobre PCu.
Pcu = Pcc
Ucc
V1
a Figura
I1n
W
I2n
A1
A2
3.52. Ensayo en cortocircuito.
Para realizar el ensayo se cortocircuita el secundario, conectando el primario a
tensión. Se aumentará progresivamente el valor de la tensión hasta que los amperímetros marquen los correspondientes valores nominales I1n e I2n.
En ese instante el voltímetro V1 indicará el valor de la tensión de cortocircuito
del transformador UCC. Por su parte, el vatímetro mostrará la potencia perdida
por efecto Joule para los valores nominales de corriente:
PCu = PCu1 + PCu2 = R1 · I12 + R2 · I22
En esas condiciones las pérdidas en el hierro son muy pequeñas respecto a las del
cobre y no se considerarán.
De un modo global, los resultados obtenidos en este ensayo son:
•฀ Voltímetro V1: tensión de cortocircuito UCC.
•฀ Amperímetro A1: intensidad nominal primaria I1n.
•฀ Amperímetro A2: intensidad nominal secundaria I2n.
•฀ Vatímetro: pérdidas en el hierro PCu o pérdidas en el ensayo en cortocircuito
PCC a intensidad nominal.
•฀ Factor de potencia y tensión porcentual de cortocircuito.
cosϕCC =
PCC
uCC =
U1n ⋅ I1
U CC ⋅100
U1n
•฀ Impedancia, resistencia e inductancia de cortocircuito.
ZCC =
U CC
I1n
•฀ Resistencia e inductancia de cortocircuito.
RCC =
PCC
I12n
2
2
XCC = Z CC
− RCC
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
El transformador
95
11. Rendimiento del transformador
El rendimiento de un transformador se define como el cociente entre la potencia cedida al exterior por el bobinado secundario y la potencia absorbida por el
bobinado primario:
η=
P2
P1
Para determinar el rendimiento pueden utilizarse dos métodos:
•฀ Método directo. Se obtiene el rendimiento a partir de la lectura directa de dos
vatímetros conectados al primario y al secundario. Este valor suele expresarse
como porcentaje.
η(%) =
W2
⋅100
W1
Este método no es aconsejable para transformadores de mediana y gran potencia pues pueden cometerse errores importantes.
•฀ Método indirecto. Se calculan las pérdidas mediante los ensayos de vacío y
cortocircuito y se aplica la expresión:
η=
P2
P2 + PCu + PFe
Como las pérdidas en el cobre varían con la intensidad (carga), su valor a cualquier régimen de carga se determinará mediante la expresión:
PCu = C2 ⋅ PCC
Donde C es el índice de carga y su valor es la relación entre la corriente que
suministra y la intensidad nominal.
C=
P2
I
I
= 2 ≅ 1
P2 n I2 n I1n
Por tanto, el rendimiento para cualquier índice de carga será:
ηC =
C ⋅ P2
C ⋅ P2 + C2 ⋅ PCu + PFe
ACTIVIDADES
7. En el ensayo de cortocircuito de un transformador monofásico de 50 kVA y 400 /230 V a intensidad nominal,
el vatímetro conectado indica 245 W. ¿Qué valor tendrán las pérdidas en el cobre a 3 / 4 de la carga?
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 3
96
ACTIVIDADES FINALES
■ 1. Clasificar los transformadores según su función.
■ 2. ¿Qué se entiende por potencia nominal de un transformador?, ¿y por tensión de cortocircuito?
■ 3. Calcular la potencia necesaria de un transformador para alimentar el conjunto de receptores que se indica:
a) 20 viviendas de 8 kW cada una.
b) Una industria de 60 kW.
c) Una red de alumbrado de 12 kW.
El factor de potencia global será de cos ϕ = 0,8.
■ 4. ¿Qué potencia en kW se puede alimentar con un transformador de 160 kVA si cos ϕ = 0,7?
■ 5. Calcular las corrientes primaria y secundaria que circulan por un transformador trifásico de 630 kVA, tensiones 20 / 0,4 kV y frecuencia 50 Hz.
■ 6. Dado un transformador monofásico con 2 300 espiras en el primario y 480 espiras en el secundario, si se
conecta su primario a una tensión de 1 000 V, ¿qué tensión se inducirá en el bobinado secundario?
■ 7. Para un transformador monofásico de 500 VA con 1 500 espiras en el primario y 39 espiras en el secundario, calcular las corrientes primaria y secundaria, sabiendo que su tensión nominal primaria es de 400 V.
Calcular también, la tensión secundaria.
■ 8. ¿Qué desfase hay entre las tensiones primaria y secundaria en un transformador Dy6?
■ 9. En un amperímetro conectado a un transformador de intensidad de relación 125 / 5 A se obtiene una
lectura de 1,5 A, ¿cuál es el valor de la corriente de la línea? Dibujar el esquema de conexión.
■ 10. Se desea controlar el valor de la tensión en una línea de 20 000 V, para ello se utiliza un transformador de
tensión con relación 20 000/110 V. Realizar el esquema de conexión e indicar el valor de la tensión de la
red, si el voltímetro marca 90 V.
■ 11. Decir las características de un transformador para el siguiente caso: la intensidad máxima que circula es de
80 A en la línea donde se conecta, además hay que alimentar a un relé de intensidad de 53 VA.
■ 12. Indicar la designación de un transformador en el que el primario está conectado en triángulo, el secundario en estrella con neutro accesible y cuyas tensiones de primario a secundario desfasan 330º.
■ 13. Indicar la secuencia correcta de funcionamiento de un transformador. Tachar lo incorrecto.
•฀ Al ser el flujo constante / variable se produce en el bobinado primario / secundario una tensión denominada
inducida / inductora.
•฀ El flujo es conducido por la cuba / el núcleo hacia el bobinado primario / bobinado secundario.
•฀ Al conectar el bobinado primario / secundario a MT / BT, circula una corriente / tensión que da lugar a un
flujo eléctrico / flujo magnético constante / variable.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
El transformador
97
ACTIVIDADES FINALES
■ 14. Un transformador monofásico de 50 kVA,10 000 / 500 V, 50 Hz, Ucc = 5 % funciona a plena carga con
factor de potencia cos ϕ = 0,86 y carga inductiva. En vacío un vatímetro indica 800 W, y en el ensayo en
cortocircuito a intensidad nominal la potencia es de 1 200 W.
Calcular la potencia suministrada por el secundario, el rendimiento y la tensión de cortocircuito.
■ 15. Un transformador de 400 kVA presenta un protocolo de ensayo con los siguientes resultados:
•฀ Ensayo de vacío 820 W.
•฀ Ensayos de C/C 1340 W a intensidad nominal.
Calcular su rendimiento para un índice de carga del 80 % y cosϕ = 0,85.
■ 16. Indicar el tipo de transformador de la figura y qué representan los números 1, 2, 3 y 4.
4
3
1
2
■ 17. ¿Qué es cierto en el circuito magnético de un transformador?
a) Corresponde al conjunto de bobinados primario y secundario.
b) Es un conjunto de chapas ferromagnéticas apiladas y aisladas entre sí.
c) Es el encargado de conducir el flujo magnético principal variable del secundario al primario.
entra en internet
■ 18. Consultar las siguientes páginas de constructores de transformadores:
•฀ <www.comtrafo.com.br> (Observa los vídeos de los distintos tipos de transformadores en esta página.)
•฀ <http://www.abb.es/>
•฀ <www.siemens.com/energy>
•฀ <http://www.weg.net>
•฀ <www.ormazabal.com>
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 3
98
PRÁCTICA PROFESIONAL
MATERIAL
Cálculo de la relación de
transformación
•฀ Una resistencia fija de 200 Ω, 150 W
y una resistencia variable de 250 Ω,
150 W
•฀ Un transformador: 5 kVA, 400 / 230 V,
50 Hz
OBJETIVO
•฀ Amperímetro de clase 2 y alcance
0–2A
Determinar la relación de un transformador conectando a tensión uno de los
devanados. Para ello se seguirán dos procedimientos distintos: por un lado, el
método directo y, por otro, el método de oposición.
•฀ Polímetro
•฀ Dos interruptores, uno de ellos doble,
o tres interruptores
•฀ Cables con terminales apropiados
PRECAUCIONES
•฀ Destornillador
•฀ No conectar ni desconectar elementos bajo tensión.
•฀ Calculadora, libreta para notas
y bolígrafo
•฀ Abrir los interruptores y comprobar la ausencia de tensión antes de medir el
valor de la resistencia variable.
DESARROLLO
Método directo
Este método consiste en alimentar el transformador por uno de los devanados, AT o BT, dejando el otro en vacío. Realizando una serie de mediciones
con los voltímetros conectados en cada devanado, puede determinarse la
relación de transformación como la relación entre los valores obtenidos en
el primario y en el secundario.
V1
La expresión a utilizar es la siguiente:
U1
U2
=
N1
N2
=m
Según lo anterior, realizar el montaje indicado en la figura y, con los valores
obtenidos en los voltímetros, rellenar la tabla siguiente con los valores de la
relación de transformación calculados:
Lecturas
V1
V2
m
1
390
215
1,814
V2
a Figura
3.53. Montaje según el método
directo.
2
3
4
5
NOTA. Las variaciones en la tensión del primario son debidas a las oscilaciones de la tensión en la red.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
El transformador
99
Método de oposición
1. Configurar el esquema de la figura.
U1
1U
AT
1V
2U
BT
2V
A
U2
A
R2
R1
B
3.54. Montaje según el método
de oposición.
a Figura
2. Conectar a tensión el devanado de AT y alimentarlo con un valor inferior a 150 V.
3. Conectar dos resistencias, según esquema de la figura, una fija (R2) y otra variable (R1).
4. A un borne del devanado de BT, se conecta un amperímetro, el cual conectaremos también al cursor de la resistencia variable.
5. Cerrar los interruptores y regular el valor de la resistencia variable mediante el cursor hasta que el amperímetro
no indique paso de corriente, en esas circunstancias la corriente a través de cada resistencia será la misma.
6. El borne 2U está al mismo potencial que el nudo A, y el borne 2V está al mismo potencial que el nudo B.
De este modo:
U2 = R2 · I1
U2 = UAB = UR
2
U1 = (R2 + R1) · I1
Así:
U1
U2
=
(R1 + R2) · I1
R2 · I1
=m=
R1 + R2
R2
7. Realizar tres ajustes sin tensión, como mínimo, de la resistencia variable y medir su valor con un óhmetro.
8. Los resultados se introducirán en la siguiente tabla:
Lecturas
R1
R2
m
1
157
200
1,785
2
200
3
200
4
200
5
200
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 3
100
MUNDO TÉCNICO
Protección ambiental
Schneider Electric, especialista global en gestión de
la energía, ha desarrollado los nuevos transformadores de llenado integral de éster vegetal Natura,
diseñados especialmente para minimizar los riesgos
de daño ecológico y contra la salud. Estos transformadores de distribución utilizan éster vegetal como
dieléctrico líquido, obteniéndolo a partir de aceite de
semillas.
•฀ Los transformadores Natura tienen un rango de
potencia entre 250 a 2000 kVA con tensiones de
primario / secundario de 36 kV / 420 V.
•฀ Para potencias superiores se dispone de la gama
Vegeta.
El transformador Natura de Schneider Electric presenta aspectos muy ventajosos como, por ejemplo,
el hecho de ser biodegradable en más de un 99 %
en 43 días (en medios acuáticos y terrestres), ade-
a Figura
más de ser reciclable, no tóxico y estar exento de
PCB.
Las características de este dieléctrico amplían la vida
del sistema de aislamiento entre 5 y 8 veces, debido
a su mayor capacidad de absorción de la humedad,
que disminuye el envejecimiento del papel usado en
los aislantes. También permiten un aumento de la sobrecarga admisible y la prolongación de la vida de los
aislantes y del transformador.
El éster vegetal es un material reciclable, pudiéndose
transformar en biodiesel al mezclarlo con fueloil para
calderas y hornos industriales.
En definitiva, los transformadores de llenado integral
de éster vegetal Natura pueden utilizarse para las
mismas aplicaciones que los transformadores de silicona, añadiendo grandes ventajas medioambientales
y ofreciendo una mayor vida útil.
3.55. Transformador Natura. (Cortesía de Schneider Electric).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
El transformador
101
EN RESUMEN
TRANSFORMADORES
Finalidad
Clasificación
Constitución
Principio de funcionamiento
En vacío
Conexiones
Índice horario
Transformador trifásico
Pérdidas
En carga
Protecciones
Transformadores de medida
Conexión derivación
Vacío
Ensayos
Rendimiento
Cortocircuito
EVALÚA TUS CONOCIMIENTOS
Resuelve en tu cuaderno
o bloc de notas
1. ¿Qué es falso al hablar de un transformador de
distribución?
3. El ensayo de vacío de un transformador proporciona los siguientes datos:
a. Al ser una máquina no estática, genera pérdidas por
rozamiento y averías, de ahí su bajo rendimiento.
a. Pérdidas en el hierro, tensión nominal secundaria y
corriente nominal primaria.
b. Es de funcionamiento reversible.
b. Pérdidas en el hierro, tensión nominal secundaria y
corriente de vacío en el primario.
c. Funciona tanto en DC como en AC.
2. ¿Cómo se conecta un transformador de intensidad?
a. El primario se conecta en paralelo con el circuito y el
secundario se conecta en cortocircuito (amperímetro).
b. El secundario se conecta en abierto y el primario en
serie con el circuito.
c. El primario se conecta en serie con el circuito y el secundario se conecta en cortocircuito (amperímetro).
c. Pérdidas en el hierro, tensión nominal primaria y corriente de vacío en el secundario.
4. Indica los valores normalizados para las magnitudes en secundario de los transformadores de
medida:
a. 5 A y 110 V.
b. 100 kVA y 400 V.
c. 400 / 230 V.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
102
4
Unidad 4
Redes aéreas de
distribución de baja tensión
vamos a conocer...
1. Definición y tipos de redes aéreas de
distribución en baja tensión
2. Red aérea trenzada
3. Cables para redes trenzadas
4. Las redes aéreas de distribución y el
Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión
5. Intensidades máximas admisibles por los
conductores
6. Montaje y mantenimiento de las redes aéreas
de baja tensión
PRÁCTICA PROFESIONAL
Derivación de conductores trenzados mediante
conectores de perforación de aislamiento
MUNDO TÉCNICO
Primer sistema superconductor
y al finalizar esta unidad...
Conocerás los tipos de redes aéreas de baja
tensión.
Identificarás los materiales más usuales en este
tipo de redes.
Sabrás qué tipos de cables son los usados en
la distribución aérea de baja tensión.
Consultarás e interpretarás la normativa
aplicable a este tipo de redes.
Sabrás averiguar las intensidades máximas
admisibles de los cables para distintas secciones
y aplicarás los factores de corrección que
correspondan.
Tendrás nociones sobre cómo organizar el
montaje y el mantenimiento de una red aérea
de baja tensión.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
103
CASO PRÁCTICO INICIAL
situación de partida
José Pérez trabaja en la empresa Redes e Instalaciones eléctricas
ATOMO. Después de 5 años ha sido ascendido a jefe de grupo y
debe hacerse cargo de organizar el montaje de la red de alimentación en BT para una granja avícola en el término municipal de
Xàtiva (Valencia).
La información de la que dispone es la que le proporciona el
proyecto de Línea eléctrica aérea sobre apoyos para BT elaborado por un despacho de ingeniería. Según dicho proyecto, debe
trazar un plan de montaje que incluya materiales, herramientas,
medios de montaje, así como una programación en cuanto a
fechas y personal necesario.
transformación de intemperie sobre apoyo (inicialmente sin servicio). La línea debe recorrer 130 m hasta la fachada de la granja,
desde donde recorrerá, posada por la fachada, unos 10 m hasta
la caja general de protección (CGP). Analizando los planos se
percata de que la línea se compone de tres apoyos de hormigón
distribuidos en dos vanos de 60 m.
La potencia a alimentar es de 30 kW y el suministro es 3F+N, con
un cos j = 0,9. Después de verificar que la caída de tensión está
dentro del margen permitido, comprueba que el tipo de cable y
la sección escogida es RZ 0,6/1 kV 3x25 Al/29,5 Alm.
Tras leer detenidamente el proyecto, observa que se trata de una
red aérea trenzada sobre apoyos que se iniciará en un centro de
estudio del caso
Antes de empezar a leer esta unidad de trabajo, puedes contestar las dos primeras preguntas. Después analiza cada
punto del tema con el objetivo de contestar el resto de preguntas de este caso práctico.
1. ¿Has observado en tu ciudad cómo es la red de distribución de BT?, ¿cómo son los conductores?, ¿dónde
crees que se inician este tipo de redes?
5. ¿Cómo se designan los conductores trenzados?,
¿qué secciones normalizadas se utilizan?
6. Asumiendo el hecho de que la caída de tensión es
correcta, ¿sabrías decir por qué la sección empleada
en el caso práctico es 3x25 Al/29,5 Alm.
2. Basándote en los conocimientos adquiridos en la unidad 2, ¿sabrías decir la potencia del transformador
de alimentación y qué elementos de corte y protección debe tener?
7. ¿Qué orden correlativo de trabajos crees más adecuado para el montaje de la línea?
3. ¿Por qué crees que se utiliza el conductor trenzado
en la red posada sobre fachada?
8. ¿Qué medios materiales y herramientas se necesitan
para la realización de la red?
4. ¿Por qué crees que se emplean trenzados con neutros
de Almelec en la red trenzada sobre postes?, ¿por qué
crees que se actúa sobre el neutro y no sobre una de
las fases?
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 4
104
1. Definición y tipos de redes aéreas
de distribución en baja tensión
caso práctico inicial
La red de distribución de BT de
cualquier ciudad es, bien aérea
del tipo posada sobre fachada,
o subterránea bajo zanjas.
Los conductores en red aérea son
del tipo trenzado.
En ambos casos la red se inicia en
un centro de transformación.
La potencia del transformador tipo
intemperie para la alimentación de
la granja avícola será de 50 kVA.
Los elementos de protección
deberán ser:
•฀ seccionador cortacircuitos fusibles,
•฀ autovalvulares.
Se define como red de distribución en baja tensión (BT) a la red eléctrica que
se inicia en el cuadro de baja tensión de un centro de transformación para dar,
más tarde, suministro eléctrico a los usuarios. La instalación de estas redes se
ajustará a lo prescrito en las instrucciones ITC-BT 06, 07 y 08 del Reglamento
Electrotécnico de Baja Tensión (REBT), así como a las normas que establezca la
empresa distribuidora de energía.
La red de distribución en BT se puede realizar de las dos formas siguientes:
•฀ Mediante redes aéreas, que suelen aparecer de dos modos:
– Conductores trenzados posados sobre las fachada.
– Conductores trenzados tensados sobre apoyos.
•฀ Mediante redes subterráneas bajo zanjas.
2. Red aérea trenzada
La red trenzada está formada por conductores aislados con polietileno reticulado
trenzados entre sí. En función del tipo de instalación, el conductor neutro puede
ser usado como cable portante del conjunto, en este caso, quedará sometido a
esfuerzos importantes, siendo necesario el uso como elemento conductor del Almelec (aleación de aluminio y acero de alta resistencia mecánica). Al neutro que
aparece bajo esta configuración se le denomina neutro fiador o portador.
2.1. Red trenzada posada sobre fachada
En este tipo de red la trenza de cables no queda sometida a esfuerzos mecánicos
(salvo su propio peso), por tanto, no será necesario utilizar el neutro de tipo fiador
mencionado anteriormente.
La red se acopla a las formas de los edificios, fijándose los conductores a las fachadas mediante soportes separados entre sí unos 50 cm.
Es utilizada para el suministro eléctrico en zonas donde realizar zanjas puede resultar complicado, como cascos antiguos, zonas rurales, etc.
caso práctico inicial
Se utiliza la red trenzada porque
resulta muy práctica para su tendido y desarrollo sobre las fachadas
de los edificios. La trenza incorpora las tres fases y el neutro, siendo mucho más manejable que el
cable tetrapolar.
a Figura
4.1. Cable trenzado.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes aéreas de distribución de baja tensión
El inconveniente de este tipo de distribución es que consume gran tirada de cable,
ya que se ha de adaptar a todas las curvas y obstáculos que presentan las fachadas
(balcones, ventanas, cornisas, etc.). Se puede decir que precisa mayor tirada de
cable que la red sobre apoyos.
a Figura
105
saber más
A través de los manuales técnicos
de empresas como Iberdrola o
Unión Fenosa, es posible acceder
a los proyectos tipo de red aérea
de baja tensión.
4.2. Red trenzada sobre fachada.
2.2. Red trenzada tensada sobre apoyos
Son redes idóneas para zonas rurales o para urbanizaciones de viviendas muy
dispersas. Su tendido se realiza suspendiendo el haz, obligatoriamente con neutro
fiador, sobre apoyos de hormigón, de metal o de otro tipo. El haz de conductores
se instala con una tensión predeterminada entre los apoyos. Es importante recordar que este tensado se realiza sobre el neutro fiador ya que, al ser de Almelec, posee mejores características mecánicas que el aluminio de los conductores de fase.
a Figura
4.3. Red trenzada sobre apoyo.
El proceso de dotar de tensión al cable se realizará de acuerdo con las tablas de
tensado y tendido que proporcionan fabricantes y empresas suministradoras de
energía (Iberdrola, Unión Fenosa, etc.). La fijación puede realizarse, también,
con cable portador de acero, aunque habitualmente se hace mediante el neutro
fiador ya mencionado.
Los postes más utilizados son los de hormigón armado, aunque pueden verse también apoyos metálicos octogonales o de tipo presilla. El tipo de apoyo dependerá
del tipo de terreno o de los esfuerzos a los que pudiera quedar sometido dicho apoyo.
Figura 4.4. Derivación sobre
apoyo.
a
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 4
106
2.3. Elementos de conexión, fijación y amarre
Los elementos utilizados para fijar los conductores a los apoyos son, básicamente,
de dos tipos:
•฀ Elementos de suspensión.
•฀ Elementos de amarre.
Cada tipo de elemento posee unas características particulares que se describen a
continuación.
Conjuntos y elementos de suspensión
Se utilizan, o bien en los apoyos en los que no hay cambio de dirección de la
línea, o bien en los que el cambio es muy pequeño. En estas condiciones el haz es
fijado a través del neutro fiador al conjunto de suspensión, actuando como apoyo
simple, soportando, únicamente, el peso de los conductores.
Fijación mediante perno
de Ø 14 ó 16 mm o 2 flejes inox
20 x 0,7 mm
CS 1500
PS 1500 + LM 1500
A 210
Neutro Almelec hasta 80 mm2
a Figura
4.5. Detalle de elementos de suspensión. (Cortesía de Cahors).
Conjuntos y elementos de amarre
Se utilizan en los apoyos en los que hay cambio en dirección. En este caso el
neutro fiador tensado es fijado al apoyo mediante pinzas de acuñamiento cónico.
Igualmente se utilizan conjuntos de amarre en el inicio y en el final de línea,
siendo aconsejable disponerlos también cada tres o cuatro apoyos de suspensión,
aunque no haya cambio de dirección en la línea.
Fijación mediante 2 pernos
o 2 flejes 20 x 0,7 mm
CA 1500
PA 1500
Fijación mediante
2 pernos Ø 14 o 16 mm
o 2 flejes 20 x 0,7 mm
CA 1500
PA 1500
PA 1500
Neutro Almelec de
54,6 ó 70 mm2
Neutro Almelec
de 54,6 ó 70 mm2
A 210
a Figura
4.6. Detalle de elementos de amarre. (Cortesía de Cahors).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes aéreas de distribución de baja tensión
107
Un esquema general podría ser el siguiente:
Elementos
de amarre
a1
1
a Figura
Elementos
de amarre
Elementos de suspensión
a2
a3
2
a4
3
4
a5
5
4.7. Elementos de amarre y suspensión en red trenzada sobre apoyos.
Elementos de fijación de líneas aéreas trenzadas BT en redes
posadas sobre fachada
Para la fijación de la red trenzada de BT sobre una fachada, se utiliza una abrazadera de acero plastificado que asegura el aislamiento y protege de la corrosión.
Esta abrazadera va soldada a un tornillo autorroscante que se fija en la pared
utilizando un taco. Se recomienda la instalación de un soporte cada 50 a 70 cm.
D
a
ARC
a
D
ARC 2
a Figura
D2
4.8. Soporte simple y doble para una y dos líneas. (Cortesía de Cahors).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
6
Unidad 4
108
Otros elementos utilizados en las redes aéreas
•฀ Cunas para líneas y acometidas. Son elementos para la protección de líneas
aéreas trenzadas en cambios de dirección o esquinas.
a Figura
4.9. Cunas. (Cortesía de Cahors).
•฀ Capuchones para tubos de protección. Se utilizan como elementos de estanqueidad en tubos de protección de cables en fachada o poste.
•฀ Materiales para bajada de postes y fachadas. Los más utilizados son las abrazaderas que mantienen el tendido ordenado y en el lugar previsto.
a Figura
4.10. Capuchones y abrazadera. (Cortesía de Cahors).
•฀ Conectores de perforación de aislamiento. Se utilizan en derivaciones a partir
de una red aérea aislada trenzada de distribución BT.
a Figura
4.11. Conector de perforación (Cortesía de Tyco).
En los conectores de perforación de aislamiento, la conexión eléctrica entre los
conductores, principal y de derivación, se lleva a cabo sin necesidad de retirar
el aislamiento o pelar el cable, como tradicionalmente se hace en los otros
tipos de conectores. Ambos conductores son penetrados por los dientes de las
cuchillas metálicas (B).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes aéreas de distribución de baja tensión
109
Las distintas partes del conector se muestran en la siguiente figura:
E
D
A
B
F
C
B
A
a Figura
4.12. Conector de perforación (fases de operación). (Cortesía de Tyco).
Los dos cuerpos plásticos (A) son atravesados por un tornillo pasante (D) protegido contra la corrosión. Al tornillo le es ensamblada una cabeza fusible (E)
para controlar el par de apriete durante la instalación, además, se suministra
con un capuchón (F) que se colocará al extremo del conductor de derivación
para asegurar la hermeticidad.
Una vez alineados los conductores con el eje del conector, se aprieta el tornillo
pasante desde la cabeza fusible mediante un Ratchet. Los dientes de la cuchilla
perforan el aislamiento de los conductores estableciendo el contacto eléctrico.
a Figura
4.13. Herramienta Ratchet.
Cuando se ha atravesado totalmente el aislamiento, los dientes de la cuchilla
hacen una perforación profunda en la capa externa del conductor, lo que proporciona un excelente contacto eléctrico. Al quebrarse la cabeza fusible, se
alcanza el par de apriete nominal, garantizándose una conexión fiable.
a Figura
4.14. Fases de apriete en conector de perforación. (Cortesía de Tyco).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 4
110
3. Cables para redes trenzadas
Los cables utilizados en redes trenzadas están formados por un haz de conductores
de aluminio (Al) cableados en trenza y aislados con polietileno reticulado (XLPE)
de color negro o blanco. Si dispone de neutro, este puede realizar las funciones de
cuerda portante, en cuyo caso se dice que son de neutro fiador.
caso práctico inicial
Se utiliza la red trenzada con neutro fiador de Almelec en la distribución sobre apoyos, pues los
cables estarán sometidos a tensión mecánica, y el aluminio, aunque posee buenas condiciones
eléctricas, no puede responder a
las exigencias mecánicas de dicha
tensión.
Fases. Alambres de aluminio (Al).
Neutro fiador. Aleación de aluminio (Al), magnesio (Mg) y silicio (Si) denominada Almelec (Alm). Las secciones son de 29,5 mm2; 54,6 mm2 y de 80 mm2.
•฀ Designación. RZ 0,6/1 kV
El Almelec, si bien eléctricamente no responde como el aluminio,
asegura una buena resistencia
mecánica.
– R. Aislamiento polietileno reticulado (XLPE).
– Z. Formación en trenza
– 0,6/1 kV. Niveles de aislamiento fase-masa/ fase-fase.
El neutro es el conductor escogido
para el uso del Almelec, pues en
un circuito trifásico equilibrado no
circula corriente por el neutro.
a Figura
4.15. Cable trenzado de aluminio.
Las características de dichos cables, sus intensidades admisibles, así como los posibles factores de corrección a aplicar, se encuentran definidos en la instrucción
ITC-BT-06 del REBT, Norma UNE 211435 o en el manual técnico Iberdrola que
se muestra a continuación:
CARACTERÍSTICAS DE LAS REDES DE DISTRIBUCIÓN
Designación
3×25/29,5
3×50/29,5
3×25/54,6
3×50/54,6
3×95/54,6
3×150/80
Diámetro mínimo de la fase, mm
8,4
10,9
8,4
10,9
14,6
17,5
Diámetro máximo de la fase, mm
9,6
12,3
9,6
12,3
16,1
19,1
24,00
30,750
24,00
30 750
40,25
47,75
470
701
540
770
1 260
1 810
6 200
6 200
6 200
6 200
6 200
6 200
0,000023
0,000023
0,000023
0,000023
0,000023
0,000023
870
870
1 660
1 660
1 660
2 000
Diámetro total máximo del haz, mm
Masa aproximada, kg/km
Módulo de elasticidad, daN/mm
2
Coeficiente de dilatación lineal, °C
Carga de rotura, daN
a Tabla
–1
4.1.
En la tabla anterior se muestran las secciones de los cables más utilizados en redes
trenzadas, cada columna indica la sección de los tres conductores de aluminio, así
como la sección del neutro. También se indican algunas propiedades relativas a
la resistencia y a la elasticidad en cada caso.
Además de para redes de distribución, la designación RZ también se utiliza para
la acometida, que es la parte de la instalación que aparece entre la red de distribución y la caja general de protección.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes aéreas de distribución de baja tensión
111
4. Las redes aéreas de distribución
y el Reglamento Electrotécnico
para Baja Tensión
La normativa a cumplir por este tipo de redes viene indicada en la instrucción
ITC-BT 06 del Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT), de ella cabe
destacar los siguientes aspectos:
•฀ Instalación de conductores aislados.
•฀ Instalación de cables posados y tensados.
•฀ Cuestiones relativas al neutro.
•฀ Cruzamientos, proximidades y paralelismos.
4.1. Instalación de conductores aislados
Serán de tensión asignada no inferior a 0,6/1 kV, siendo sus secciones mínimas de
16 mm2 para aluminio y 10 mm2 para cobre.
saber más
Una de las empresas que más
presencia tiene en el mercado es
General Cable. Además de un
catálogo detallado de material,
también cuenta con un amplio
capítulo de recomendaciones a la
hora de realizar una instalación.
Respecto a los cables RZ, las consideraciones son:
Instalación. Cable para distribución de energía de baja tensión.
Instalación al aire. Se da en:
•฀ líneas aéreas tensadas entre
apoyos,
•฀ líneas posadas en fachadas.
4.2. Instalación de cables posados
En la instalación de cables posados sobre fachadas, como norma general, debe
respetarse una altura mínima de 2,5 m desde el suelo. En los recorridos por debajo
de esta altura, como es el caso de algunas acometidas, deben protegerse los cables
mediante elementos adecuados.
No son aptos para instalación
directamente enterrada.
Intemperie. Estos cables están
diseñados para estar expuestos a
la intemperie, sometidos a condiciones ambientales adversas, tales
como lluvia, hielo, rayos ultravioleta, etc.
Sobrecargas. Además de las cargas permanentes intrínsecas a
la construcción del cable, deben
tenerse en cuenta las sobrecargas
producidas por las acciones de
factores externos como el viento
y el hielo.
Conductores. Los conductores
para este tipo de cable son negros
numerados.
a Figura
4.16. Acometida de red trenzada.
a Figura
4.17. Tubo de protección a baja altura.
En las proximidades de aberturas en fachadas, deben respetarse las siguientes
distancias mínimas:
•฀ Ventanas. Al menos 0,3 m al borde superior de la abertura, y 0,5 m al borde
inferior y bordes laterales de la abertura.
•฀ Balcones. Al menos 0,3 m al borde superior de la abertura y 1 m a los bordes
laterales del balcón.
•฀ Elementos metálicos. Se respetará una distancia mínima de 0,05 m a los elementos metálicos presentes en las fachadas, tales como escaleras, a no ser que
el cable disponga de protección.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 4
112
Un esquema general podría ser el siguiente:
0,3 m al borde superior
0,5 m a los bordes laterales
0,5 m al borde inferior
1m
a los bordes laterales
0,3 m al borde superior
Red trenzada
tipo RZ
Caja acometida
Protección por debajo
de 2,5 m
a Figura
4.18. Distancias a ventanas y balcones en red trenzada sobre fachada.
4.3. Instalación de cables tensados
Se respetará una distancia mínima al suelo de 4 m, salvo lo especificado en el
apartado de cruzamientos.
saber más
Tracción máxima. Debe tenerse
en cuenta que la tracción máxima admisible de estos cables no
puede ser superior a su carga de
rotura dividida por 2,5.
Conductor trenzado
con fiador incorporado
4m
Conductor trenzado
con fiador exterior
a Figura
4.19. Distancia al suelo en red sobre apoyos.
4.4. Cuestiones relativas al neutro
Sección mínima del neutro
Respecto a la sección mínima, se verán dos casos:
•฀ Para línea monofásica. Será la misma que la de la fase.
•฀ Para línea trifásica más neutro. La sección del neutro aparece ya calculada y
tabulada en función de la sección de la fase.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes aéreas de distribución de baja tensión
113
Los datos aparecen en la siguiente tabla:
Fase (mm2)
Neutro (mm2)
Cables trenzados en haz tipo RZ (mm2)
Mínima
-
Con neutro fiador de ALMELEC
10 (Cu)
10
1 × 25 Al /54,6 Alm
16 (Cu)
10
1 × 50 Al /54,6 Alm
Mínima
-
3 × 25 Al /54,6 Alm
16 (Al)
16
3 × 50 Al /54,6 Alm
25
16
3 × 95 Al /54,6 Alm
35
16
3 × 150 Al /80 Alm
50
25
70
35
Sin neutro fiador
95
50
2 × 16 Al -- 4 × 16 Al
120
70
2 × 25 Al -- 4 × 25 Al
150
70
4 × 50 Al
185
95
3 × 95/50 Al
240
120
3 × 150/95 Al
300
150
400
185
a Tabla
saber más
Esquema TT
Este tipo de esquema es el más utilizado en la actualidad, llegando a
aparecer, aproximadamente, en el
95% de las instalaciones.
Corresponde a las instalaciones
alimentadas directamente por una
red de distribución en BT en las
que el neutro del transformador
de alimentación está conectado
directamente a tierra, y las partes
metálicas de los receptores están
unidas a otra toma de tierra.
T
Figura 4.20. Esquema de distribución TT.
a
4.2.
La rotura del conductor neutro en la red de distribución puede generar sobretensiones que afecten a los receptores y aislamientos de una instalación. La alimentación de equipos con tensión superior a la de diseño puede generar: sobrecalentamiento de los equipos, reducción de su vida útil, incendios, destrucción de los
equipos o interrupción del servicio.
Al funcionar con neutro las cargas dependen de cada instalación, mientras que la
tensión vendrá impuesta por el transformador.
U1 = U2 = U3 = UTRANSFORMADOR = UFN (Fase-Neutro)
Una vez producido el corte de neutro, en las cargas Z2 y Z3, las tensiones U2 y U3
pasan a depender del las impedancias aguas abajo del corte, mientras que U1 sigue
recibiendo la tensión del transformador UFN.
La tensión fase-neutro en 2 y 3 se reparte según el valor de las impedancias, pudiendo llegar a ser de un valor elevado.
a Figura
T
U1
U2
U3
Z1
Z2
Z3
4.21. Red con rotura de neutro.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 4
114
Continuidad y puesta a tierra del neutro
saber más
Una de las empresas que más
presencia tiene en el mercado es
Unión Fenosa. En sus manuales
técnicos aparecen algunas recomendaciones a la hora de decidir
dónde colocar la tierra del neutro.
En la proximidad del centro de
transformación, a poder ser en
el primer apoyo de cada una de
las salidas aéreas de baja tensión,
siempre que el neutro no esté
puesto a tierra en el propio centro
de transformación.
En puntos juiciosamente elegidos, teniendo en cuenta la
naturaleza del terreno. Debe
procurarse que el número medio
de tomas de tierra sobre las líneas
aéreas de un mismo centro de
transformación no sea superior a
una por cada 500 m de longitud
de la línea. Se dispondrán, preferentemente, en la zona donde se
encuentren las ramificaciones.
En zonas muy tormentosas,
debe existir una toma de tierra
de neutro cerca de cada derivación o grupo de derivaciones
vecinas. Debe existir, además,
otra toma de tierra a una distancia
máxima de 200 m sobre cada línea
que parte de una derivación de
longitud superior a 100 m. Cada
derivación o grupo de derivaciones debe estar dotada de un juego
de tres pararrayos en el arranque,
dispuestos entre cada uno de los
conductores de fase y el neutro en
el punto donde este está puesto
a tierra.
El neutro no podrá ser interrumpido en las redes de distribución, salvo que esta
interrupción sea realizada en alguno de estos casos:
•฀ Utilizando interruptores o seccionadores de corte omnipolar, simultáneamente, sobre las fases y el neutro.
•฀ Que en la desconexión actúen primero sobre las fases y después sobre el neutro.
•฀ Que en la conexión actúen primero sobre el neutro y después sobre las fases.
También se pueden utilizar uniones amovibles en el neutro. Estas uniones solo se
realizarán con las herramientas adecuadas, no debiendo ser seccionado el neutro
sin que lo estén previamente las fases, ni conectadas estas sin haberlo sido previamente el neutro.
Puesta a tierra del neutro
El neutro deberá estar puesto a tierra:
•฀ en el centro de transformación,
•฀ cada 500 m, como mínimo, si la distribución es TT.
1
Fleje de acero
inoxidable
2
Tubo recto PVC
∅ 30 mm
≥ 2,5 m
3
4
1. Derivación por cuña de presión
2. Cable unipolar aislado
3. Grapa de conexión paralela
4. Pica bimetálica lisa
a Figura
4.22. Puesta a tierra del neutro. (Cortesía de Iberdrola).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes aéreas de distribución de baja tensión
115
4.5. Cruzamientos
Los casos de cruzamiento más comunes se describen a continuación.
Con líneas eléctricas aéreas de AT
La línea de baja tensión deberá cruzar por debajo de la línea de alta tensión.
recuerda
La mínima distancia vertical d entre los conductores de ambas líneas, en las condiciones más desfavorables, se expresa mediante la relación:
La instrucción técnica complementaria ICT-BT-06 se encarga de
fijar las normas para redes aéreas
de distribución en baja tensión. El
apartado de cruzamientos aparece
en dicha instrucción.
d > 1,5 +
U + L1 + L2
100
Siendo:
•฀ U. Tensión de la línea de AT (kV).
•฀ L1. Longitud en metros entre el punto de cruce y el apoyo más próximo de la
línea de AT
•฀ L2. Longitud en metros entre el punto de cruce y el apoyo más próximo de la
línea de BT
Un esquema de esta situación es el siguiente:
d (distancia vertical de cruce)
L2
L1
a Figura
4.23. Distancia entre conductores.
Con líneas eléctricas aéreas de BT
Cuando algunas de las líneas sean de conductores desnudos, establecidas en
apoyos diferentes, la distancia entre los conductores más próximos de las dos
líneas será superior a 0,5 m. Cuando las dos líneas sean aisladas, podrán estar en
contacto.
Con líneas aéreas de telecomunicación
El REBT establece en el p3.9.1.3 ITC BT06 que las líneas de baja tensión con
conductores desnudos cruzarán por encima de las de telecomunicación, pudiendo
excepcionalmente pasar por debajo.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 4
116
saber más
Teniendo en cuenta que, actualmente, la gran mayoría de líneas
de baja tensión se realizan con
conductores aislados, se tomarán
como distancias de cruzamiento
las indicadas por Unión Fenosa en su proyecto tipo, donde se
establece lo siguiente:
Las líneas de baja tensión con conductores aislados cruzarán por
encima de las de telecomunicación, pudiendo excepcionalmente
pasar por debajo. La separación
entre conductores más próximos
será de 0,5 m pudiendo reducirse
a 0,25 m cuando no sea posible
mantener la distancia anterior.
Cuando el cruce se efectúe en distintos apoyos, la distancia mínima entre los conductores desnudos de las líneas de baja tensión más próximos y los de las líneas
de telecomunicación será de 1 m. Si el cruce se efectúa sobre apoyos comunes,
dicha distancia podrá reducirse a 0,5 m.
Con carreteras y ferrocarriles sin electrificar
La distancia mínima del conductor más bajo, en las condiciones de flecha máxima, será de 6 m. Los conductores no presentarán ningún empalme en el vano de
cruce, admitiéndose, durante la explotación, y por causa de reparación de avería,
la existencia de un empalme por vano.
Con ferrocarriles electrificados, tranvías y trolebuses
La altura mínima de los conductores sobre los cables o hilos sustentadores o conductores de la línea de contacto será de 2 m.
Con ríos o canales navegables o flotables
La altura mínima de los conductores sobre la superficie del agua para el máximo
nivel que puede alcanzar será de:
H=G+1
Siendo G es el gálibo en metros. En el caso de que no exista gálibo definido se
considerará este igual a 6 m.
a Figura
4.24. Cruzamientos.
Con antenas receptoras de radio y televisión
Queda prohibida la utilización de los apoyos de sustentación de líneas de baja
tensión para la fijación sobre los mismos de antenas de radio o televisión, así
como los tirantes de las mismas.
Los conductores de la línea de baja tensión, cuando sean desnudos, deberán presentar una distancia igual a 1 m como mínimo.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes aéreas de distribución de baja tensión
117
Con canalizaciones de agua y gas
La distancia mínima entre cables de energía eléctrica y canalizaciones de agua o
gas será de 0,2 m.
De forma gráfica y resumida se ven todas estas distancias en la figura siguiente:
Líneas aéreas
de baja tensión
Ferrocarril sin
electrificar
Carretera
Ferrocarril
electrificado
Líneas aéreas
telecomunicación
Red BT
Conductor desnudo
BT: 0,5 m
Conductor aislado
BT: en contacto
Teleféricos
Cables transportadores
Conductor desnudo
BT: 1 m
2m
6m
Conductor aislado
BT: 0,5 m
6m
Canales o ríos navegables
Canalizadores
de agua o gas
Antenas
Radio y TV
Red BT
Si la línea de BT pasa
por encima: 2 m
H=G+1
G=6m
0,2 m
0,2 m
Si la línea de BT pasa
por debajo: 3 m
a Figura
4.25. Resumen de distancias de cruzamiento.
4.6. Proximidades y paralelismos
Los casos más significativos son los siguientes:
• Con líneas eléctricas aéreas de AT. Se evitarán líneas paralelas a una distancia inferior de 1,5 veces la altura del apoyo más alto. Cuando no se puedan
cumplir esas distancias:
– Para líneas de U ≤ 66 kV, distancias superiores a 2 m.
– Para líneas de U > 66 kV, distancias superiores a 3 m.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Conductor
desnudo
1m
Unidad 4
118
Un esquema sería:
1,5 x H
H
a Figura
4.26. Paralelismo con red de AT.
•฀ Con otras líneas de BT o de telecomunicación. Cuando ambas líneas sean de
conductores aislados, la distancia mínima será de 0,1 metros. Si, por el contrario, alguna de las líneas posee un conductor desnudo, entonces la distancia
mínima será de 1 m.
Si ambas van sobre el mismo apoyo, la distancia mínima podrá reducirse a
0,5 m.
Cuando ambas
líneas sean aisladas:
0,10 m mínimo
Cuando cualquiera de las líneas
sea de conductor desnudo:
1 m mínimo
a Figura
4.27. Paralelismo con red de BT o de telecomunicación.
•฀ Con calles o carreteras. Las líneas aéreas con conductores aislados respetarán
una distancia mínima de 6 m para su máxima flecha vertical. Se podrá reducir
esta distancia a 4 m cuando no vuelen junto a zonas o espacios de posible circulación rodada.
caso práctico inicial
Al organizar el montaje de la red
de BT para la granja, será necesario comprobar si hay cerca otras
líneas, calles, carreteras, conducciones, etc.
Conductor desnudo
6 m en zonas de tráfico rodado
Conductor aislado
6 m en zonas de tráfico rodado
a Figura
4.28. Paralelismo con carretera.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes aéreas de distribución de baja tensión
•฀ Con ferrocarriles electrificados, tranvías y trolebuses. La distancia horizontal de los conductores a las instalaciones de la línea de contacto será de 1,5 m,
como mínimo.
1,5 m como mínimo
a Figura
4.29. Paralelismo con ferrocarril.
•฀ Con zonas de arbolado. Se utilizarán, preferentemente, cables aislados en haz.
Si los cables fueran desnudos se tomarán las medidas necesarias para evitar el
contacto entre los conductores y las ramas de los árboles.
a Figura
4.30. Paralelismo con masa de arbolado.
•฀ Con canalizaciones de agua y gas. La distancia mínima entre los cables de
energía eléctrica y las canalizaciones de agua sea de 0,2 m. La distancia entre
cabes de energía eléctrica y las canalizaciones de gas será de 0,2 m, excepto las
canalizaciones de alta presión (más de 4 bares), en que la distancia será de 0,4 m.
Gas
0,20 m baja presión
0,40 m alta presión
Agua: 0,20 m
a Figura
4.31. Paralelismo con canalización de agua o gas.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
119
Unidad 4
120
5. Intensidades máximas admisibles
por los conductores
caso práctico inicial
Los técnicos de la empresa ÁTOMO deben consultar las tablas
correspondientes para tomar
las secciones normalizadas de
redes trenzadas. En este caso es
3 × 25 Al / 29,5 Alm.
Las intensidades máximas admisibles que figuran en los siguientes apartados se
aplican a los cables aislados de tensión asignada 0,6/1 kV, a una temperatura de
40 °C, instalados al aire y correspondientes a un solo cable (entendiendo como
cable al conjunto del trenzado).
Las intensidades máximas admisibles para cada sección se pueden encontrar en
las tablas que al efecto se publican en la ITC-BT 06 del REBT.
En lo que se refiere a cable trenzado para red tensada sobre apoyos tipo RZ con fases
de Al y neutro de Alm, la tabla que publica la ITC-BT 06 coincide con la que expone Iberdrola en su manual tipo MT.2.41.20, 2008 y que se reproduce a continuación:
CABLES DE ALUMINIO TRENZADO CON FIADOR DE ALMELEC,
PARA REDES AÉREAS TENSADAS
Número de conductores por sección (en mm2)
Intensidad máxima (A) (red tensada)
1 × 25 Al / 54,6 Alm
110
1 × 50 Al / 54,6 Alm
165
a Tabla
3 × 25 Al / 29,5 Alm
100
3 × 50 Al / 29,5 Alm
150
3 × 95 Al / 54,6 Alm
230
3 × 150 Al / 80 Alm
305
4.3.
Sin embargo, cuando se trata de conductor tipo RZ para red posada sobre fachada sin neutro fiador de Almelec, la norma UNE 211435-2007 proporciona unos
valores de intensidad admisible más actualizados que la ITC-BT 06.
INTENSIDAD MÁXIMA ADMISIBLE (A)
AISLAMIENTO DE XLPE. CONDUCTOR DE COBRE O DE ALUMINIO
CABLES EN TRIÁNGULO EN CONTACTO
Tres conductores cargados
Dos conductores cargados
Sección
mm2
Protegidos del sol Expuestos al sol Protegidos del sol Expuestos al sol
Aluminio
16
64
56
78
72
25
90
76
105
95
50
135
115
160
145
95
215
185
–
–
150
300
250
–
–
2,5
–
–
32
31
4
35
31
42
40
6
45
39
54
52
Cobre
10
62
54
76
70
16
84
72
100
94
a Tabla
4.4.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes aéreas de distribución de baja tensión
121
Si se produce un cambio en las condiciones iniciales antes mencionadas, el
REBT facilita una relación de factores de corrección a aplicar. Por último, si la
instalación se encuentra expuesta directamente al sol, a los valores de intensidad
máxima admisible obtenidos se les aplicará un factor de corrección 0,9.
En las siguientes tablas se pueden ver los factores de corrección a aplicar en dos
casos básicos:
•฀ Corrección por temperaturas (distintas de 40 °C). Cuando la temperatura es
distinta de 40 °C, habrá que aplicar un factor de corrección según la siguiente
expresión:
F=
90 − θa
50
Siendo θa temperatura ambiente en °C.
Según esta expresión, los factores de corrección quedan:
FACTOR DE CORRESPONDENCIA PARA TEMPERATURA AMBIENTE DE 40 °C
+
Temperatura ambiente (θa) (en °C)
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
1,27
1,22
1,18
1,14
1,10
1,05
1
0,95
0,90
0,84
0,77
a Tabla
ºC
–
4.5.
•฀ Corrección por agrupamiento de cables.
FACTOR DE CORRECCIÓN PARA AGRUPAMIENTO DE CALBES EN REDES TENSADAS O POSADAS
Número de cables
1
2
3
4
6
Más de 6
Factor de corrección
1,00
0,89
0,80
0,75
0,75
0,70
a Tabla
4.6.
caso práctico inicial
EJEMPLO
Calcula la intensidad admisible de una red trenzada expuesta al sol de sección: 3×150 Al/80 Alm.
305 A × 0,9 = 274,5 A
Calcula la intensidad admisible de una red trenzada posada sobre fachada
de sección 4×50 Al a la temperatura de 20 ºC.
La sección empleada en el proyecto de la granja será de:
3×25 Al/29,5 Alm
De este modo, su intensidad admisible, incluyendo el factor de
corrección de exposición al sol, es
superior a la intensidad que circulará por él.
135 A × 1,18 = 159,3 A
Calcula la intensidad admisible de una red trenzada posada sobre fachada
de sección 4×25 Al a la temperatura de 30 ºC y que discurre junto a otro haz.
90 A × 1,10 × 0,89 = 88,11 A
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 4
122
6. Montaje y mantenimiento
de las redes aéreas de baja tensión
vocabulario
Flecha. Distancia entre la línea
recta que pasa por los dos puntos
de sujeción de dos apoyos consecutivos y el punto más bajo del
conductor.
Vano. Distancia entre dos apoyos
consecutivos de una línea.
Catenaria. Curva que adopta un
cable suspendido (tendido) por sus
extremos y sometido a la acción de
la gravedad.
Flecha
Vano
5%
0,10
h
aØ
El montaje de una red aérea de baja tensión se deberá realizar, en todo momento,
de acuerdo al proyecto y plan establecidos, aplicando los procedimientos y medios
de seguridad adecuados y con la calidad requerida.
A este respecto se seguirán las pautas marcadas por el Instituto Nacional de Cualificaciones (INCUAL), las cuales sintetizamos en las siguientes fases.
6.1. Montaje de apoyos según el proyecto y plan
establecidos
Se seguirán los siguientes pasos:
•฀ Realizar el acopio de materiales a lo largo del trazado siguiendo las especificaciones del proyecto y de acuerdo con el plan de montaje.
•฀ Seleccionar las herramientas y medios necesarios según necesidades.
•฀ Determinar la ubicación de apoyos, construirlos y montarlos siguiendo las
especificaciones de montaje del fabricante.
•฀ Realizar el izado y la sujeción de los apoyos.
•฀ Montar las tomas de tierra de los apoyos de acuerdo a la documentación del
proyecto.
•฀ Realizar la cimentación y el hormigonado de los apoyos.
Cimentación
Designación
Iberdrola poste
“HV”
a
(m)
h
(m)
Excav.
(m3)
Hormigón
(m3)
HV 160 9 R
HV 160 11 R
HV 250 9 R
HV 250 11 R
HV 250 13 R
HV 400 9 R
HV 400 11R
HV 400 13 R
HV 630 9 R
HV 630 11R
HV 630 13 R
HV 630 15 R
HV 630 17 R
HV 800 9 R
HV 800 11R
HV 800 13 R
HV 800 15 R
HV 800 17 R
0,50
0,55
0,50
0,55
0,60
0,66
0,60
0,65
0,00
0,65
0,70
0,75
0,80
0,60
0,65
0,70
0,75
0,80
1,44
1,51
1,57
1,64
1,70
1,70
1,77
1,83
1,83
1,91
1,97
2,03
2,08
1,94
2,01
2,08
2,13
2,18
0,36
0,45
0,39
0,49
0,61
0,61
0,63
0,77
0,065
0,80
0,96
1,11
1,33
0,69
0,84
1,01
1,10
1,30
0,209
0,373
0,325
0,403
0,490
0,409
0,501
0,601
0,558
0,671
0,793
0,924
1,065
0,588
0,707
0,835
0,973
1,118
HV
HV
HV
HV
HV
0,70
0,75
0,80
0,85
0,90
1,96
2,04
2,11
2,17
2,22
0,96
1,14
1,35
1,56
1,79
0,823
0,971
1,127
1,294
1,470
1 000
1 000
1 000
1 000
1 000
9R
11R
13 R
15 R
17 R
a Figura 4.32. Cimentaciones monobloque de hormigón. Postes de hormigón armado vibrado HV, NI 52.04.01. (Cortesía de Unión Fenosa).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes aéreas de distribución de baja tensión
123
6.2. Montaje de los conductores aislados sobre los apoyos
Los pasos a seguir son:
•฀ Realizar el tendido de los conductores sin que sufran daños, dejándolos preparados para su tensado.
•฀ Tensar los conductores teniendo en cuenta la distancia de los apoyos y la flecha
de la catenaria.
•฀ Realizar el engrapado o retencionado del neutro fiador a los herrajes de sujeción sin torsión, consiguiendo que el haz de conductores conforme un paso de
cableado uniforme.
•฀ Realizar los empalmes y conexiones de los conductores utilizando los terminales y manguitos de empalme preaislados, las derivaciones apropiadas, y las
herramientas y equipos específicos.
a Figura
saber más
El estudio más utilizado para calcular cimentaciones para apoyos
en líneas eléctricas es el realizado
por Sulzberger. En este sentido,
tanto las empresas distribuidoras
(en sus proyectos tipo) como los
fabricantes de apoyos facilitan
tablas con las dimensiones y volumen de cimentación para cada
tipo de apoyo.
4.33. Bobinas de cable eléctrico.
6.3. Montaje de los conductores de redes aéreas de baja
tensión sobre fachada
Los pasos son:
•฀ Realizar el acopio de materiales a lo largo del trazado siguiendo las especificaciones del proyecto y de acuerdo con el plan de montaje.
•฀ Seleccionar las herramientas y medios necesarios según necesidades.
•฀ Realizar el replanteo de la red y de la ubicación de los taladros y huecos para
los elementos de anclaje y sujeción
•฀ Verificar que los soportes del haz permiten la instalación adecuada del trenzado
a la fachada.
saber más
Una plomada es una pesa normalmente de metal. Su forma es
cilíndrica o prismática con la parte
inferior de forma cónica. La parte
superior de la misma va sujeta a
una cuerda, definiendo una línea
vertical.
•฀ Realizar el tendido y fijación del haz a la fachada, desplazando la bobina sin
que sufra daños.
•฀ Tensar los cables en los cruces sobre el conductor neutro.
•฀ Realizar los empalmes y conexiones de los conductores utilizando los terminales y manguitos de empalme preaislados, las derivaciones apropiadas y las
herramientas y equipos específicos.
a Figura
4.34. Plomada.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 4
124
6.4. Reparación y mantenimiento con y sin tensión
de redes eléctricas de baja tensión
saber más
Las inspecciones se engloban en tres bloques:
Un teodolito es un instrumento de
medición mecánico-óptico que se
utiliza para obtener ángulos verticales y horizontales, también puede medir distancias y desniveles.
•฀ Mantenimiento preventivo. Se debe comprobar que el elemento intervenido
coincide con el indicado en el parte de trabajo, y que los ajustes y comprobaciones de los elementos intervenidos se efectúan con la precisión requerida.
•฀ Mantenimiento correctivo. El proceso se activa al detectar una avería de cualquier tipo. Los pasos son:
– Se comprueba que la avería coincide con la indicada en el parte de averías.
– Se corrigen las anomalías de los componentes de la instalación, siguiendo
los procedimientos dados para el montaje.
– Se verifica que el elemento intervenido es idéntico, o de las mismas características, que el averiado.
•฀ Operaciones en la red. Podemos reducirlas a la siguiente relación:
a Figura
4.35. Teodolito.
– Se solicita el descargo de la red al centro de operación.
– Se conecta la línea a otra red para no interrumpir el servicio (cuando esto
sea posible).
– Se realizan las medidas de seguridad, señalización y de protección utilizando
el procedimiento establecido.
– Se solicita el restablecimiento de la red al centro de operación.
– Se comprueba la puesta en servicio de la instalación.
– Se emplean los medios técnicos, instrumentos de medida y las herramientas
según los requerimientos de cada intervención.
– Se cumplen las normas de seguridad personal, de las instalaciones y de los
equipos en todas las intervenciones realizadas.
saber más
Un telurómetro es un instrumento para la medición de la resistencia de tierra.
– La información necesaria se recoge en el informe de la reparación de averías
y puesta en servicio de la instalación, de este modo queda un historial de
averías que puede resultar de utilidad en el futuro.
Cable
rojo
Cable
amarillo
Cable
verde
MEDIDOR
C1
P1
Varillas
equidistantes
5m
a Figura
E
Superficie
del suelo
5m
Conexión de
tierra existente
4.36. Telurómetro.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes aéreas de distribución de baja tensión
125
6.5. Medios de producción. Reglamentación y normativa
Para realizar todo el proceso son necesarios materiales, instrumentos de medida
y comprobación, y una variada documentación relativa al montaje y al mantenimiento.
Una relación aproximada de lo necesario sería la siguiente:
caso práctico inicial
Los medios descritos en este apartado serán necesarios para abordar
el proyecto de la granja avícola.
•฀ Material. Se destacan: camión grúa, plumas, cabrestantes, frenos y cable
piloto, poleas, estrobos, calzos, polipastos manuales, prensas, matrices, cinta
métrica, teodolito y plomada.
a Figura 4.37. Cabrestantes manuales (izquierda), tensor soporte para tendido (centro) y
estrobos (derecha).
•฀ Herramientas manuales para trabajos eléctricos y mecánicos.
a Figura
4.38. Herramientas.
•฀ Instrumentos de medida. Destacan: telurómetro, dinamómetro, termómetro
y pinza voltiamperimétrica.
a Figura
4.39. Analizador de potencias (izquierda) y pinza voltiampermétrica (derecha).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 4
126
•฀ Documentación sobre el proyecto. Fichas de mantenimiento, histórico de
averías, normas de seguridad, informe y anomalías sobre el proyecto, informe
final sobre el trazado de la instalación, solicitud de descargo, permiso de trabajo
en la instalación afectada, informe de montaje, informe de mantenimiento y
partes de trabajo.
6.6. Comisión Nacional de Energía (CNE). Gestión
de descargos. Procedimiento de gestión de trabajos
saber más
Descargo. Conjunto de acciones
coordinadas para dejar una instalación en condiciones de seguridad y así poder trabajar en ella
sin tensión.
Supresión de tensión
Una vez identificados la zona y los
elementos de la instalación donde
se va a realizar el trabajo, se seguirá el siguiente proceso:
Cuando una unidad operativa de una empresa distribuidora desee llevar a cabo un
trabajo que afecte a una instalación de la red de distribución, deberá formular una
petición a la unidad responsable correspondiente del GRD (Gestor de la Red de
Distribución), que, a su vez, la transmitirá a su unidad de operación a través del
sistema de gestión de descargos para su estudio y aprobación.
Solicitud de trabajo
El sistema de gestión de descargos dispondrá de un formulario de solicitud en el
que se incluirán todos los datos necesarios para gestionar el trabajo:
1. Desconectar. Apertura, con
corte visible o efectivo, de todas
las fuentes de tensión.
•฀ Instalaciones donde se va a ejecutar el trabajo.
2. Prevenir cualquier posible
realimentación. Bloqueo o
enclavamiento, si es posible, en
posición de apertura y señalización de todos los elementos de
maniobra.
•฀ Tipo de trabajo a ejecutar (descargo o régimen especial de explotación).
3. Verificar la ausencia de tensión. Deberá verificarse la
ausencia de tensión en todos
los elementos activos de la instalación, especialmente, en la
zona más cercana a la zona de
trabajo.
•฀ Posición y nivel de tensión de la instalación.
•฀ Descripción del trabajo.
•฀ Posible influencia sobre la red de transporte.
•฀ Fecha y hora previstas para el principio y la finalización de los trabajos eléctricos planificados.
•฀ Condiciones de reposición del servicio y tiempo de reposición en caso de
emergencia.
•฀ Responsable del trabajo en campo (peticionario, agente de descargo, jefe de
trabajos).
4. Poner a tierra y en cortocircuito. Los equipos de puesta a
tierra y en cortocircuito deben
conectarse, en primer lugar, a la
toma de tierra y, a continuación,
a los elementos que se quieren
poner a tierra. Dichos equipos
deben ser visibles desde la zona
de trabajo. Si esto último no
fuera posible, las conexiones de
puesta a tierra deben colocarse
tan cerca de la zona de trabajo
como se pueda.
•฀ Datos necesarios para el funcionamiento de los diversos sistemas gráficos y de
cálculo de la empresa distribuidora.
5. Proteger. Es importante proteger frente a elementos próximos en tensión y establecer una
señalización de seguridad para
delimitar la zona de trabajo.
•฀ Viabilidad eléctrica del descargo (cumplimiento de criterios de fiabilidad de
la red). Análisis de explotación, constituido como estudio de casos históricos
similares o a partir de datos de una simulación.
Análisis del descargo
Cada trabajo solicitado será objeto de un análisis en el que se evaluará:
•฀ Interacción con otros trabajos ya solicitados, bien estén aprobados pero no
comenzados, bien estén en curso en ese instante.
•฀ Estudio y balance de carga, realizado con carácter previo al descargo, que permita prever la viabilidad del mismo en las fechas propuestas.
•฀ Impacto sobre el mercado afectado (número total de clientes, clientes sensibles
e incidencias/trabajos recientes) y sobre los índices de calidad de suministro.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes aéreas de distribución de baja tensión
127
Aprobación del descargo
Si el trabajo resulta aprobado por el GRD, el sistema de gestión comunicará este
hecho a la unidad solicitante y a todas las demás partes implicadas en el trabajo.
saber más
En caso de ser denegado el trabajo y no disponerse de alternativas viables para su
ejecución y, por tanto, para su inclusión en la programación, se cumplimentará la
solicitud en el sistema de gestión de descargos como denegada.
La reposición de la tensión sólo
comenzará una vez finalizado el
trabajo, es decir, después de que se
hayan retirado todos los trabajadores que no resulten indispensables
y se hayan recogido de la zona de
trabajo las herramientas y equipos
utilizados. El proceso de reposición
de la tensión comprenderá:
En caso de no ser asumible el trabajo tal como se ha solicitado, pero ejecutable
bajo otras condiciones, se procederá a la evaluación de otras alternativas.
En situaciones especiales, debidamente justificadas, tales como emergencias o
averías que requieran de una actuación inmediata, la petición de descargo podrá
realizarse telefónicamente al centro de operación de la empresa distribuidora.
Basándose en el manual de Iberdrola MO.07.P2.03, se define:
A. Estado de las instalaciones. Las diferentes situaciones son:
Reposición de la tensión
1. Retirar, si las hubiera, las protecciones adicionales y la señalización que indica los límites de
trabajo.
•฀ En servicio. La instalación se halla en tensión y es utilizada para la explotación. Dentro de este estado caben dos modos posibles: normal (automáticos
de reenganche conectados) y manual (automáticos de reenganche desconectados).
2. Retirar, si la hubiera, la puesta
a tierra y en cortocircuito.
•฀ Fuera de servicio. La instalación por algún motivo se halla sin tensión. El
hecho de que una instalación o elemento de la misma esté en este estado,
no autoriza a efectuar trabajos en ella. Se pueden distinguir dos modos:
4. El cierre de los circuitos para
reponer la tensión.
– Disponible. La instalación, que está fuera de servicio, puede ponerse en
servicio.
– No disponible o retenida. La instalación, que está fuera de servicio, no se
puede poner en servicio sin la autorización pertinente.
•฀ En descargo. Para que una instalación se considere en Descargo debe reunir
como mínimo las siguientes condiciones:
3. El desbloqueo y/o la retirada
de la señalización de los dispositivos de corte.
Régimen especial
de explotación
Una instalación se considera en
régimen especial de explotación
cuando, estando en servicio, se
haya modificado su estado normal de funcionamiento con el fin
de realizar trabajos en tensión en
la misma o en su proximidad.
– Existir solicitud de descargo autorizada y estar fuera de servicio.
– Que se haya efectuado la apertura con corte visible o efectivo de todas las
fuentes de tensión.
– Que se hayan bloqueado, si es posible, los aparatos de corte en posición de
apertura, colocando en todos los casos las señales de prohibido maniobrar,
una por cada uno de los descargos que afecten a dichos elementos de
acuerdo con el MO correspondiente de señalización.
B. Carácter de descargo. Por el tiempo de antelación requerido en la tramitación
de la solicitud del descargo respecto al momento de la ejecución de los trabajos, el descargo se clasifica en:
•฀ Programado. Es aquel que se había previsto en un programa acordado con
el centro de control.
•฀ No programado. Es aquel que, no siendo programado, tampoco tiene carácter de urgencia por los trabajos a realizar.
•฀ Urgente. Es aquel que se requiere inmediatamente antes de proceder a la
ejecución de los trabajos.
Una instalación en descargo no está aún en condiciones admisibles para trabajar en ella.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 4
128
ACTIVIDADES FINALES
■ 1. Indicar las distancias mínimas que debe guardar una red aérea de BT sobre apoyo en los siguientes cruzamientos:
a) Carretera.
b) Ferrocarril electrificado.
c) Ferrocarril sin electrificar.
d) Cable transportador, si la línea de BT pasa por encima.
■ 2. Indicar las distancias mínimas que debe guardar una red aérea de BT sobre apoyo en los siguientes paralelismos:
a) Con una línea de 20 kV, siendo la altura de los apoyos de la línea de AT de 14 m.
b) Con una línea de BT, siendo ambas líneas de un nivel de aislamiento 0,6/1kV.
c) Con carretera con circulación rodada.
d) Con canalización de agua.
■ 3. ¿Por qué los cables trenzados para red aérea sobre apoyo tienen el neutro de Almelec?
■ 4. Explicar qué significa la siguiente designación: RZ 0,6/1 kV 3x25 Al / 29,5 Alm.
■ 5. Tratar de razonar qué consecuencias tendría para los usuarios el hecho de que se produjera un corte imprevisto de neutro en la red de alimentación.
■ 6. Explicar qué es un régimen de descargo y un régimen especial de explotación.
■ 7. ¿Qué distancias mínimas deben existir entre un balcón y una red trenzada posada sobre fachada?
■ 8. Los cables posados sobre fachada, ¿a qué distancia mínima del suelo deben estar?
■ 9. Resuelve los siguientes ejercicios utilizando las tablas que se facilitan en la unidad temática. Verificar también los resultados con las tablas que aporta el RBT-ITC 06.
a) Calcular la intensidad máxima admisible de una línea trenzada de sección 3 x 95 Al/54,6 Alm que discurre
directamente expuesta al sol.
b) Calcular la intensidad máxima admisible de un trenzado posado sobre fachada de sección 4 x 16 Al y protegido del sol (temperatura de 25 ºC).
c) Calcular la intensidad máxima admisible de una línea trenzada de 4 x 50 Al sobre fachada y expuesta al
sol.
d) Calcular la sección que debería tener un trenzado 3F Al + N de Almelec, si ha de alimentar una instalación
de 81 kW, 400 V y cos j = 0,8. Tener en cuenta que está directamente expuesto al sol. Se desprecia la caída
de tensión.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes aéreas de distribución de baja tensión
129
ACTIVIDADES FINALES
e) Supóngase que el dibujo representa la red de suministro eléctrico a un bloque de viviendas, para ello se
utiliza una red posada sobre fachada de 4×25 Al. Responder las siguientes cuestiones:
•฀ C
฀ onsultando฀el฀REBT,฀decir฀qué฀precauciones,฀en฀cuanto฀a฀distancias,฀se฀deben฀tomar฀en฀la฀colocación฀de฀
la red.
•฀ C
฀ onsultando฀el฀catálogo฀de฀fabricante฀Cahors,฀decir฀qué฀materiales฀se฀usarían฀para฀realizar฀el฀suministro.
Cuadro de
protección
y medida
a Figura
4.40.
■ 10. ¿Qué distancias de cruce deben existir entre una red aérea de BT con carretera y con canalización de agua
y gas?
■ 11. ¿Cuál debe ser la distancia de cruzamiento entre dos líneas aéreas aisladas de BT?
entra en internet
■ 12. Consultar en las páginas de General Cable y Prysmian las características de los cables trenzados para distribución en BT.
■ 13. Consultar las páginas que se proponen e identificar material para las líneas aéreas trenzadas de BT.
•฀ <www.cahors.es>
•฀ <www.niled.es/productos.html>
•฀ <es.kompass.com/profile_ES0013276_es/sbi-connectors-espa%C3%B1a,-s.a.-ps.html>
•฀ <seitsa.com>
•฀ <solutions.3m.com/3MContentRetrievalAPI/BlobServlet?locale=es_CR&lmd=1214323192000&assetId=1
180600417063&assetType=MMM_Image&blobAttribute=ImageFile>
•฀ <www.interelectricas.com.co/pdf/PERFORACION%20AISLAMIENTO%20CATALOGO%202004.pdf>
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 4
130
PRÁCTICA PROFESIONAL
HERRAMIENTAS
•฀ Llave
Ratchet
de 13 ó 7 mm
Aparatos
a medida
MATERIAL
•฀ Cable
trenzado
tipo RZ 0,6/1 kV
Aparatos
a medida
•฀ Conectores
de perforación
Aparatos a medida
de aislamiento
Derivación de conductores
trenzados mediante conectores
de perforación de aislamiento
OBJETIVO
El objetivo de esta práctica es enseñar la técnica para la realización de una derivación de conductores trenzados mediante conectores de perforación de aislamiento.
PRECAUCIONES
•฀ No se requieren precauciones especiales, ya que esta práctica se realiza sin tensión, por tanto, únicamente atender a las explicaciones del profesor y, como siempre, leer previamente las indicaciones del fabricante.
•฀ Escoger el conector adecuado a la sección de los cables.
DESARROLLO
Como se indica en la unidad, en los conectores de perforación de aislamiento la conexión eléctrica entre los conductores (principal y de derivación) se lleva a cabo sin necesidad de retirar el aislamiento o pelar el cable. Ambos
conductores aislados son penetrados por los dientes de las cuchillas metálicas, estableciéndose el contacto eléctrico
requerido entre ellos. Al quebrarse la cabeza fusible, se alcanza el par de apriete nominal, garantizándose la confiabilidad de la conexión.
Es importante recordar que los conectores de perforación de asilamiento son usados únicamente en derivaciones,
por tanto, no podrán estar sometidos a esfuerzos mecánicos más allá de los indicados por las normas de fabricación.
Para el desarrollo práctico se establecen los siguientes pasos:
1. Seleccionar el conector de acuerdo con el calibre de los cables principal y de derivación.
Rango de aplicación
Referencia
Capacidad de
corriente (Amp.)(1)
Par
de apriete Nm.
Principal
Derivación
KZ4-150
50-150 mm2
50-150 mm2
447
22
KZ3-95
25-95 mm2
25-95 mm2
377
18
KZ2-150NR
50-150 mm2
6-35 mm2
200
12
KZ2-95
16-95 mm2
4-35 mm2
200
12
JZ2-95
16-95 mm2
4-35 mm2
200
10
KZ EP
16-95 mm2
1,5-10 mm2
86
7
(1) Para Cables Triplex XLPE 90 °C, Temperatura Ambiente 25 °C, No Sol, Velocidad del viento 6 m/sg.
a Tabla
4.7.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes aéreas de distribución de baja tensión
PRÁCTICA PROFESIONAL
2. Insertar totalmente el conductor de derivación en el capuchón, tal como se muestra en la figura.
a
Figura 4.41. Colocación del conductor en el derivador.
3. Posicionar el conector sobre el conductor principal, verificando que el conector esté alineado con los ejes de los
cables principal y de derivación.
Apretar con la mano el tornillo hasta que el conjunto cables y conectores esté ajustado y se sostenga.
a
Figura 4.42. Ajuste de los conductores a derivar.
4. Con un Ratchet de 13 ó 7 mm, de acuerdo con la cabeza del tornillo, apretar el tornillo, verificando que se haga
desde la cabeza fusible. Usar copa de 7 mm para el conector KZ EP, y 13 mm para las demás referencias. La instalación termina cuando la cabeza fusible del tornillo finalmente se quiebre.
a
Figura 4.43. Apriete del tornillo.
Información facilitada por www.tycoelectronics.com
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
131
Unidad 4
132
MUNDO TÉCNICO
Primer sistema superconductor
El Consejo Superior de Investigaciones Científicas
(CSIC) y la Universidad Autónoma de Barcelona presentaron en al año 2007 el proyecto Supercable para
crear el cable de distribución de energía eléctrica más
potente del mundo. La nueva tecnología evita los problemas ocasionados por el aumento puntual de la demanda, ya que transporta hasta cinco veces más energía que los sistemas actuales.
El nuevo cable es el primer sistema superconductor, al
que le seguirán otros como los generadores, transformadores, motores o limitadores de corriente. La eficiencia de estos sistemas permitirá reducir las emisiones de CO2 que se producen al generar electricidad, así
como aumentar la seguridad de las instalaciones.
El nuevo modelo de cable utilizará el nivel de corriente
más alto utilizado hasta la fecha, 3200 A de valor efectivo de corriente, frente a los 600 A. El primer objetivo
es la fabricación y el ensayo de un cable superconducREFRIGERANTE LN2
(Refrigerante de nitrógeno líquido).
Aisla el conductor de las envolturas
exteriores para evitar su calentamiento.
tor de 30 m longitud y una potencia de 111 MVA a
20 kV de tipo dieléctrico frío.
Con los nuevos sistemas superconductores, el sistema
eléctrico en su conjunto será más seguro, eficiente y
limpio, pues los transformadores serán ignífugos y se
utilizarán limitadores de corriente para evitar la desconexión en cadena de transformadores y generadores.
Asimismo, facilitará la inclusión de energías renovables
con acumuladores de energía electromagnéticos que
servirán de tapón energético momentáneo durante los
aumentos puntuales de la demanda eléctrica.
El proyecto Supercable incluye el estudio de las mejoras de la integración en la red de estos cables superconductores de primera generación para aumentar el
nivel, la eficacia y la densidad de distribución y el transporte de energía eléctrica en los entornos urbanos.
Asimismo, esta tecnología permitirá reducir el impacto
ambiental de las líneas eléctricas de alta tensión.
CINTA HTS.
Cinta semiconductora
de alta temperatura.
TUBO AISLANTE
EXTERIOR.
Recubre todo
el exterior del cable
para que no
irradie energía
electromagnética.
DIELECTRICO
DE ALTO VOLTAJE.
Funciona como
capa aislante.
AISLANTE CRIOSTÁTICO EXTERIOR.
Ejerce de segunda barrera térmica.
a
CABLE
SEMICONDUCTOR.
Fabricado de cobre,
bismuto, estroncio,
calcio, plata y oxígeno.
AISLANTE CRIOSTÁTICO
INTERIOR.
Ejerce como primera
barrera térmica.
Figura 4.44. Cable prototipo elaborado por Nexans.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes aéreas de distribución de baja tensión
133
EN RESUMEN
REDES AÉREAS DE DISTRIBUCIÓN EN BAJA TENSIÓN
RED TRENZADA
Red posada sobre fachada
Red tensada sobre apoyos
Elementos de conexión, fijación y amarre
Cables para redes trenzadas
Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT)
Intensidades máximas admisibles
Montaje y mantenimiento de las redes aéreas de BT
EVALÚA TUS CONOCIMIENTOS
1. Las secciones mínimas permitidas en los conductores utilizados en redes aéreas de BT son:
a. 16 mm2 en Al y 6 mm2 en Cu.
b. 16 mm2 en Al y 10 mm2 en Cu.
c. 10 mm2 en Al y 10 mm2 en Cu.
2. En las redes aéreas de distribución de BT con esquema TT el neutro deberá estar puesto a tierra,
en el CT, en otros puntos y como mínimo:
a. una vez cada 300 m de longitud de la línea.
b. una vez cada 100 m de longitud de la línea.
c. una vez cada 500 m de longitud de la línea.
3. La distancia al suelo de una red aérea tensada sobre apoyos de BT deberá ser:
a. 4 m.
b. 6 m.
c. 7 m.
Resuelve en tu cuaderno
o bloc de notas
4. La altura mínima de cruzamiento de los conductores de una línea aérea de distribución de BT con
ferrocarril electrificado es de:
a. 4 m.
b. 3 m.
c. 2 m.
5. La distancia de paralelismo entre los cables de
una línea aérea de BT y otra de comunicación,
ambas aisladas, será como mínimo:
a. 0,2 m.
b. 0,1 m.
c. 0,3 m.
6. ¿A qué distancia mínima del borde inferior y bordes laterales de una ventana se puede colocar
una red trenzada?
a. 0,4 m.
b. 0,3 m.
c. 0,5 m.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 5
134
5
Redes subterráneas de
distribución de baja tensión
vamos a conocer...
1. Red de distribución subterránea de BT
2. Agrupamiento de conductores en paralelo
3. Condiciones para cruzamiento
4. Proximidades y paralelismos
5. Intensidades máximas admisibles
6. Sistemas de conexión de neutro y masas en
redes de distribución de BT
7. Montaje y mantenimiento de redes eléctricas
subterráneas de BT
PRÁCTICA PROFESIONAL
Comprobación de cables subterráneos
MUNDO TÉCNICO
Detección de fallas en redes eléctricas
subterráneas
y al finalizar esta unidad...
Conocerás los tipos de redes subterráneas de
BT.
Identificarás los materiales más usuales en este
tipo de redes.
Sabrás qué tipos de cable son los usados en la
distribución subterránea de BT.
Consultarás e interpretarás la normativa
aplicable a este tipo de redes.
Sabrás averiguar las intensidades máximas
admisibles de los cables para distintas secciones
y aplicarás los factores de corrección que
correspondan.
Conocerás los sistemas de conexión del neutro
y de las masas en redes de distribución BT
según el REBT.
Tendrás nociones sobre cómo organizar el
montaje y el mantenimiento de una red aérea
de BT, así como los ensayos previstos para su
puesta en marcha.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
135
CASO PRÁCTICO INICIAL
situación de partida
José Pérez trabaja en la empresa Redes e Instalaciones eléctricas
ÁTOMO. En el último proyecto que le han encargado debe organizar el tendido de una red subterránea de distribución en BT en su
ciudad, Xàtiva (Valencia). Para llevarlo a cabo dispone de la siguiente información:
Empresa suministradora: Iberdrola S.A.
Sección a utilizar, según proyecto: cables unipolares de Al de 150 mm2.
El tipo de distribución es: conductores aislados directamente
enterrados bajo zanjas.
Analizando los planos del proyecto, observa que el recorrido de
la línea es, en su mayor parte, bajo acera, que debe realizar dos
cruzamientos de calzada y otro sobre la red de agua potable y
que, además, durante un tramo de 28 m discurre paralela a otra
línea eléctrica de 20 kV.
estudio del caso
Antes de empezar a leer esta unidad de trabajo, puedes contestar las dos primeras preguntas. Después analiza cada
punto del tema con el objetivo de contestar el resto de preguntas de este caso práctico.
1. ¿Qué ventajas e inconvenientes presenta la red de
distribución subterránea respecto de la red aérea?
2. Basándote en los conocimientos adquiridos en la
unidad 4, ¿sabrías definir el concepto de intensidad
máxima admisible de un conductor?, ¿y qué son los
factores de corrección?
5. Sabiendo que la empresa suministradora es Iberdrola, ¿hay diferencias entre los modelos de zanjas
que establece el libro y los propios modelos de
Iberdrola?
6. ¿Cómo serían esas zanjas si la empresa distribuidora
fuese Unión Fenosa?
3. Define y da las características del tipo de cable a utilizar de, al menos, dos fabricantes distintos.
7. ¿Qué medios materiales y herramientas crees que son
necesarios para la realización de la red?
4. Conociendo el recorrido de la línea, define los modelos de zanjas a realizar, incluyendo las distancias en
caso de cruce y paralelismo.
8. ¿Qué orden de tareas sería el más adecuado?
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 5
136
1. Red de distribución subterránea
de BT
caso práctico inicial
Los técnicos de ÁTOMO deben
conocer las particularidades de las
redes de distribución subterránea
de BT.
Ventajas. Estética y seguridad
Inconvenientes. Su desarrollo
afecta a la vía pública y supone un
coste de montaje y mantenimiento más alto
Este tipo de líneas tienen su origen en un centro de transformación, de él parten
líneas subterráneas en BT destinadas a la distribución y al consumo. Son subterráneas por razones de seguridad y estética, discurriendo por el interior de las
poblaciones bajo aceras o calzadas.
En cuanto a la legislación, deberán cumplir lo prescrito en las instrucciones
ITC-BT-07 y 08 del REBT, así como las normas de los manuales técnicos que
dispongan las empresas suministradoras de energía.
Características de los cables.
Pueden encontrarse en las páginas
web de fabricantes como Prysmian,
General Cable o Nexans.
a Figura 5.1. Tendido de una red eléctrica de BT (izquierda) e inicio y desarrollo de una red subterráneas de BT (derecha). (Cortesía de General Cable).
Los cables utilizados en este tipo de líneas serán:
•฀ de cobre o aluminio aislados,
•฀ de uno o más conductores y de tensión no inferior a 0,6/1 kV,
•฀ según norma UNE-HD 603,
•฀ de sección mínima en cobre de 10 mm2 o en aluminio de 16 mm2.
XZ1-Al (S)
Conductor aluminio
compacto clase 2
NO PROPAGACIÓN
DE LA LLAMA
UNE-EN 50265
IEC 60332-1
a
Aislamiento
XLPE
BAJA OPACIDAD
DE LOS HUMOS
EMITIDOS
UNE-EN 61034-2
IEC 61034
Cubierta de poliolefina
ignifugada
BAJA EMISIÓN DE
HUMOS TÓXICOS
UNE-EN 50267-2-2
y 2-3
IEC 60754-2
LIBRE DE
HALÓGENOS
UNE-EN 50267-2-1
IEC 60754-1
Figura 5.2. Cable para distribución en red subterránea. (Cortesía de General Cable).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes subterráneas de distribución de baja tensión
Respecto a la sección mínima del conductor neutro, habrá que distinguir dos
casos:
137
Conductores
fases (mm2)
•฀ Para línea monofásica. La sección del neutro será igual a la de los conductores
de fase.
•฀ Para línea trifásica más neutro. La sección del neutro será, como mínimo, la
que indica la tabla 5.1 de la ITC-BT 07 que se adjunta, no obstante, debido a la
posible presencia de armónicos en la red, se recomienda no reducir la sección
del neutro.
La red de distribución subterránea se puede distribuir de las siguientes formas:
•฀ conductores aislados directamente enterrados bajo zanjas;
•฀ conductores aislados en canalización entubada enterrados bajo zanjas;
Sección
neutro (mm2)
6 (Cu)
6
10 (Cu)
10
16 (Cu)
10
16 (Al)
16
25
16
35
16
50
25
70
35
95
50
•฀ conductores aislados en galerías;
120
70
•฀ conductores aislados en atarjeas o canales revisables;
150
70
185
95
240
120
300
150
400
185
95
50
•฀ conductores aislados en bandejas, soportes, palomillas o, directamente, sujetos
a la pared.
1.1. Conductores aislados directamente enterrados
bajo zanjas
Tabla 5.1. Sección del neutro
para líneas trifásicas con neutro.
Norma ITC-BT 07.
a
De acuerdo a la ITC-BT-07, este tipo de canalizaciones discurrirán, en general,
por terrenos de dominio público y, preferentemente, bajo las aceras. Su trazado
será lo más rectilíneo posible y paralelo a referencias fijas como líneas de fachada
y bordillos.
Las zanjas tendrán una profundidad, hasta la parte superior del cable más próximo a la superficie, no menor de 0,6 m en acera y de 0,8 m en calzada. Cuando
existan impedimentos que no permitan lograr las mencionadas profundidades,
estas podrán reducirse, pero habrán de disponerse las protecciones mecánicas
necesarias.
El lecho de la zanja será liso y estará libre de aristas vivas, cantos, piedras, etc.
En él se dispondrá una capa de arena de un espesor mínimo de 0,05 m sobre
la que se colocará el cable, por encima del cable irá otra capa de arena o tierra
cribada de unos 0,10 m de espesor. Ambas capas cubrirán la anchura total de la
zanja, la cual será suficiente para mantener 0,05 m entre los cables y las paredes
laterales.
caso práctico inicial
Los técnicos de ÁTOMO deberán
tener en cuenta estas medidas al
enterrar la línea en una zanja si el
recorrido es bajo acera sin tubo.
Por encima de la arena todos los cables deberán tener una protección mecánica
como, por ejemplo, losetas de hormigón, placas protectoras de plástico, ladrillos o
rasillas colocadas transversalmente. Se colocará, también, una cinta de señalización que advierta de la existencia del cable eléctrico de baja tensión, su distancia
mínima al suelo será de 0,1 m y a la parte superior del cable de 0,25 m.
Se admitirá la colocación de placas con la doble misión de protección mecánica
y de señalización.
Sobre la protección mecánica se tenderá una capa de tierra procedente de la
excavación de unos 0,25 m según se muestra en la figura 5.3. Esta tierra será
compactada y se procurará que esté libre de piedras o cascotes. Finalmente, se colocará una capa de tierra vegetal o un firme de hormigón (sobre este se repondría
el pavimento del mismo tipo que existía antes de la apertura).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 5
138
Un esquema básico sería el siguiente:
saber más
Es importante tener muy en cuenta las normas que marcan las
empresas distribuidoras en sus
manuales técnicos, ya que puede haber diferencias respecto a lo
indicado en el REBT.
Por ejemplo, de acuerdo con el
proyecto tipo de Iberdrola, los
cables a utilizar en una red de distribución subterránea de BT serían
tipo RV o XZ1, 0,6 / 1 kV con conductor de aluminio con secciones:
50, 95, 150 y 240 mm2.
≥ 0,1 m
0,6 m si discurre
bajo acera
Tierra de la excavación
compactada
0,8 m si discurre
bajo calzada
≥ 0,25 m
Las secciones de 150 y 240 mm2 se
utilizarán en la red subterránea de
distribución, además la sección de
150 mm2 se utilizará como neutro
de la sección de fase de 240 mm2.
Protección
mecánica
Arena o tierra cribada
La sección de 95 mm2 se usará como
neutro de la sección de 150 mm2 y
como línea de derivación de la red
general y acometidas.
La sección de 50 mm solo se utilizará como neutro de la sección de
95 mm2 y acometidas individuales.
Cinta de
señalización
Arena
0,1 m
0,05 m
2
a
Figura 5.3. Zanja para conductor directamente enterrado.
La red de distribución de IBERDROLA S.A. admite la instalación
de cables enterrados solamente en
zonas no urbanas, ya que la canalización directamente enterrada
genera dificultades de mantenimiento.
Esta zanja corresponde a la indicada en el REBT, sin embargo, se debe consultar
la normativa que al respecto facilitan las empresas distribuidoras.
Los cables directamente enterrados nunca deben de discurrir
bajo calzada.
De acuerdo con la norma ITC BT-07, estas canalizaciones deberán cumplir las
siguientes condiciones:
Los cables se alojarán en zanjas
de 0,7 m de profundidad mínima
y una anchura mínima de 0,35 m.
•฀ En cada uno de los tubos se instalará un solo circuito.
El lecho de la zanja será de 0,1 m
y por encima del cable se colocará
una placa cubrecables NI 52.95.01.
Estas zanjas podrán incluir conductos para facilitar el tendido de
los cables de control y red multimedia.
1.2. Conductores aislados en canalización entubada
enterrados bajo zanjas
•฀ Se evitarán, en lo posible, los cambios de dirección de los tubos en los puntos
donde se produzcan.
•฀ Para facilitar la manipulación de los cables, se dispondrán arquetas con tapa,
registrables o no.
•฀ Para facilitar el tendido de los cables en los tramos rectos, se instalarán arquetas
intermedias, registrables, ciegas o simplemente calas de tiro, como máximo cada
40 m.
•฀ A la entrada de las arquetas los tubos deberán quedar debidamente sellados en
sus extremos, evitando así la entrada de roedores y de agua.
Los tubos deberán tener un diámetro tal que permitan un fácil alojamiento
y extracción de los cables o conductores aislados. En la siguiente tabla referente a la norma ITC BT-21 figuran los diámetros exteriores mínimos de
los tubos en función del número y de la sección de los conductores o cables
a conducir.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes subterráneas de distribución de baja tensión
139
Es importante añadir que para más de 10 conductores por tubo o para conductores
de secciones diferentes a instalar en el mismo tubo, su sección interior será, como
mínimo, cuatro veces la sección ocupada por los conductores.
SECCIÓN NOMINAL
DE CONDUCTORES
UNIPOLARES
(mm2)
1,5
2,5
4
6
10
16
25
35
50
70
95
120
150
185
240
a
DIÁMETRO EXTERIOR DE LOS TUBOS (mm)
Número de conductores
≤6
7
8
9
10
25
32
40
50
63
63
90
90
110
125
140
160
180
180
225
32
32
40
50
63
75
90
110
110
125
140
160
180
200
225
32
40
40
50
63
75
90
110
125
140
160
180
200
225
250
32
40
40
63
75
75
110
110
125
160
160
180
200
225
250
32
40
50
63
75
90
110
125
140
160
180
200
225
250
–
Tabla 5.2.
La zanja (según la norma de Iberdrola) tendrá una anchura mínima de 0,35 m
para la colocación de dos tubos de plástico de 160 mm de diámetro, aumentando
la anchura en función del número de tubos a instalar.
En el fondo de la zanja, y en toda la extensión, se colocará una solera de arena de
unos 0,05 m aproximadamente de espesor sobre la que se depositarán los tubos
dispuestos por planos. A continuación, se colocará otra capa de arena con un
espesor de 0,1 m por encima de los tubos y envolviéndolos completamente. Por
último, se hará el rellenado de la zanja con tierra de la propia excavación.
caso práctico inicial
Para ver los modelos de zanjas
propuestos por las empresas distribuidoras, es útil consultar las
páginas web de Unión Fenosa o
Iberdrola en sus proyectos tipo
para líneas eléctricas subterráneas
de BT.
Se instalará un multitubo, designado como MTT 4x40 según NI 52.95.20, que
se utilizará cuando sea necesario como conducto para cables de control, red multimedia, etc.
0,1 m
Cinta de
señalización
0,7 m
Relleno de la zanja
Asiento tubos (arena)
0,1 m
Tubos de plástico
Ø 160 mm
0,05 m
0,35 m
a
Figura 5.4. Zanja para canalización entubada.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 5
140
1.3. Conductores aislados en galerías
saber más
Se pueden considerar dos tipos de galería:
En las galerías visitables, además
de lo descrito en la unidad, el REBT
ITC BT07 establece que:
•฀ La galería visitable es aquella cuyas dimensiones interiores permiten la circulación de personas por su interior.
En ningún caso podrán coexistir
en la misma galería instalaciones eléctricas e instalaciones
de gas. Tampoco es recomendable que existan canalizaciones de
agua, aunque cuando sea necesario, se situarán estas en un nivel
inferior al resto de instalaciones,
siendo indispensable que la galería tenga un desagüe situado por
encima de la cota de alcantarillado.
Las empresas utilizadoras tomarán
las disposiciones oportunas para
evitar la presencia de roedores.
Es aconsejable disponer los cables
de distintos servicios y propietarios sobre soportes diferentes.
Dentro de un mismo servicio, se
procurará agrupar los cables por
tensiones.
•฀ La galería registrable o zanja prefabricada de hormigón dotada de tapas de
registro.
Las galerías serán de hormigón armado o de otros materiales de rigidez, estanqueidad y duración equivalentes, y se ajustarán a los prescrito en la ITC-BT-07.
Dicha norma establece que:
•฀ Deberán disponerse accesos en las zonas extremas de las galerías.
•฀ La ventilación de las galerías será suficiente para asegurar que el aire se renueve
6 veces por hora.
•฀ La temperatura máxima de la galería no sobrepasará los 40 °C.
•฀ Los suelos de las galerías serán antideslizantes y deberán tener la pendiente
adecuada, así como un sistema de drenaje eficaz que evite la formación de
charcos.
•฀ Los cables deberán estar fijados a las paredes o a estructuras de la galería mediante elementos de sujeción (regletas, ménsulas, bandejas, bridas, etc.).
•฀ Todos los elementos metálicos para sujeción de los cables (bandejas, soportes,
bridas, etc.) u otros elementos metálicos accesibles a las personas que transitan
por las galerías (pavimentos, barandillas, estructuras o tuberías metálicas, etc.)
se conectarán eléctricamente al conductor de tierra de la galería.
•฀ Una vez instalados, todos los cables deberán quedar debidamente señalizados
e identificados. En la identificación figurará, también, la empresa a quien
pertenecen.
La siguiente figura muestra un resumen:
BT
AT
2m
Gas
Agua
Desagüe
Interior de galería con
iluminación. (Cortesía de Prysmian).
0,90 m
a Figura 5.5.
a
Figura 5.6. Galería visitable.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes subterráneas de distribución de baja tensión
141
Las galerías de longitud superior a 400 m, además de las disposiciones anteriores,
dispondrán de:
•฀ Iluminación fija en su interior.
•฀ Instalaciones fijas de detección de gases tóxicos con una sensibilidad mínima
de 300 ppm.
•฀ Indicadores luminosos que regulen el acceso en las entradas.
•฀ Accesos de personas cada 400 m, como máximo.
•฀ Alumbrado de señalización interior para informar de las salidas y referencias
exteriores.
•฀ Tabiques de sectorización contra incendios (RF120) según la norma NBE-CPI-96.
•฀ Puertas cortafuegos (RF 90) según la norma NBE-CPI-96.
1.4. Conductores aislados en atarjeas o canales revisables
En ciertas ubicaciones con acceso restringido a personal autorizado, como puede
ser en el interior de industrias o de recintos destinados exclusivamente a contener
instalaciones eléctricas, podrán utilizarse canales de obra con tapas (que normalmente enrasan con el nivel del suelo) manipulables manualmente.
Es aconsejable separar los cables de distintas tensiones (aprovechando el fondo y
las dos paredes). Incluso, puede ser preferible utilizar canales distintos.
Figura 5.7. Atarjea manipulable
manualmente.
a
1.5. Conductores aislados en bandejas, soportes,
palomillas o directamente sujetos a la pared
Normalmente, este tipo de instalación solo se empleará en subestaciones u otras
instalaciones eléctricas y en la parte interior de edificios no sometida a la intemperie. También donde el acceso quede restringido al personal autorizado.
a Figura
5.8. Distribución en bandejas (derecha) y perchas (izquierda). (Cortesía de Prysmian).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 5
142
2. Agrupamiento de conductores
en paralelo
Sabido es que a mayor intensidad de transporte, mayor sección de cable se
necesita, así pues, al transportar una gran intensidad de corriente se requiere
una sección muy elevada en la línea, lo cual es problemático para el tendido y
manipulación de dicha línea. A partir de una determinada intensidad, el uso
de varios conductores en paralelo permite limitar su sección, facilitando así su
manipulación.
Al distribuir una línea con más de un conductor por fase, se debe procurar un reparto equitativo de las corrientes en los conductores utilizados, por ello se deben
seguir las siguientes normas:
•฀ La disposición de los conductores en triángulo o en trébol permite un mejor
equilibrio, pero, generalmente, está limitada a 2 ó 3 conductores por fase, más
allá de esto, la superposición de capas limita el enfriamiento y se prefiere la
colocación por nivel horizontal.
•฀ Regla general. Los conductores deben distribuirse en tantos grupos como conductores en paralelo haya, cada grupo comprenderá un conductor de cada fase,
los grupos de conductores deberán situarse cerca unos de otros.
•฀ La distribución trifásica con conductores en paralelo implica que todos los
conductores sean de la misma naturaleza, sección y longitud, que no tengan
ninguna derivación en su recorrido y que no puedan ser alimentados individualmente.
Si no se respeta alguna de estas condiciones, no será posible la protección global
del haz de conductores en paralelo con un solo aparato, sino que habrá que utilizar un dispositivo por conductor.
Para tener una distribución de intensidad idéntica en cada conductor, se ha
de conseguir la igualdad de las impedancias de cada uno de los conductores en
paralelo. Para ello es necesaria una distribución geométrica de los conductores.
En este sentido Prysmian publicó una distribución tipo que reproducimos en las
siguientes figuras:
T
N
R
T
S
S
R
N
R
T
S
S
T
R
N
N
R
T
S
Figura 5.9. Dos conductores por fase en disposición al tresbolillo (izquierda) y tres conductores por fase dispuestos en un solo nivel
(derecha).
a
T
N
R
T
S
S
T
R
N
N
R
T
S
S
R
N
NOTA. N representa el neutro, mientras que RST son las tres fases.
a
Figura 5.10. Cuatro conductores por fase dispuestos al tresbolillo.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes subterráneas de distribución de baja tensión
143
3. Condiciones para cruzamiento
3.1. Calles y carreteras
Los cables se colocarán en el interior de tubos protectores, recubiertos de hormigón en toda su longitud a una profundidad mínima de 0,8 m. Siempre que sea
posible, el cruce se hará perpendicular al eje del vial.
La zanja excavada tendrá, como mínimo, una anchura de 0,35 m y en ella se
colocarán dos tubos de 160 mm de diámetro. A medida que sean necesarios más
tubos, la zanja será más ancha (ver tabla 5.3). Por otro lado, puede optarse por
la colocación de un tubo para cables de control que se prolongará en todo el
recorrido.
a
Figura 5.11. Cruce con carretera.
En la siguiente figura se muestran las dimensiones establecidas para estos casos
según la norma de Iberdrola:
A
H
A
0,1 m
0,1 m
Cinta de
señalización
Cinta de
señalización
Relleno de la zanja
Hormigón H125
Todo uno o zahorra
Relleno de la zanja
Hormigón H125
Todo uno o zahorra
Hormigón no estructural H125
H
0,1 m
Hormigón no estructural H125
0,05 m
Tubos de plástico Ø 160 mm
a
0,05 m
Tubos de plástico Ø 160 mm (uno para control)
Figura 5.12. Modelo de zanjas para cruce con carretera.
La relación entre el número de tubos, su diámetro y las dimensiones de la zanja
viene dada por la siguiente tabla:
Número de tubos
Anchura (A)
Profundidad zanja (H)
N° de tubos 160 Ø
0,80
2
0,90
3
4
1,00
4
5
0,90
5
1,00
6
1,20
7-9
2
3
6
7-9
a
0,35
0,50
0,1 m
Tabla 5.3.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 5
144
3.2. Ferrocarriles
Los cables se colocarán en el interior de tubos protectores, recubiertos de hormigón y a una profundidad mínima de 1,3 m respecto a la cara inferior de la traviesa.
Dichos tubos rebasarán las vías férreas en 1,5 m por cada extremo.
a
Figura 5.13. Cruce con ferrocarril.
En las siguientes figuras puede verse un modelo de zanja para este tipo de cruce
según la norma de Iberdrola:
1,50 m
1,50 m
Traviesa
A, según Ø tubo
H
1,30 m
Hormigón ciclópeo
0,30 m
Hormigón no estructural H-12,5
0,05 m
Hormigón no estructural H-12,5
Tubos de plástico
a
0,05 m
Figura 5.14. Modelo de zanjas para cruce con ferrocarril.
3.3. Canalizaciones de agua y gas
Siempre que sea posible, los cables se instalarán por encima de las canalizaciones
de agua. La distancia mínima entre cables de energía eléctrica y canalizaciones
de agua de 0,2 m.
En los cruces de líneas subterráneas de BT con canalizaciones de gas deberán
mantenerse las distancias mínimas que se establecen en la siguiente tabla:
Canalizaciones
y acometidas
Acometida
interior
a
Presión de la
instalación de gas
Distancia mínima
sin protección
suplementaria
Distancia mínima
con protección
suplementaria
En alta presion > 4 bar
0,40 m
0,25 m
En media y baja
presión ≤ 4 bar
0,20 m
0,15 m
En alta presión > 4 bar
0,40 m
0,25 m
En media y baja
presión ≤ 4 bar
0,20 m
0,10 m
Tabla 5.4.
Cuando no puedan mantenerse estas distancias en los cables directamente enterrados, la canalización se dispondrá entubada o bien podrá reducirse mediante la
colocación de una protección suplementaria hasta los mínimos establecidos en
dicha tabla.
La protección suplementaria garantizará una mínima cobertura longitudinal de
0,45 m a ambos lados del cruce y 0,30 m de anchura centrada con la instalación
que se pretende proteger.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes subterráneas de distribución de baja tensión
145
En la siguiente figura puede verse un modelo de este tipo de zanja según la norma
de Iberdrola:
Cinta señalización
Conducción de gas
Protección suplementaria
d
Línea eléctrica
0,45 m
a
0,45 m
Figura 5.15. Modelo de zanjas para cruce con canalización de gas.
3.4. Otros cables de energía eléctrica
Siempre que sea posible, se procurará que los cables de baja tensión discurran por
encima de los de alta tensión.
La distancia mínima entre un cable de baja tensión y otros cables de energía eléctrica será: 0,25 m con cables de alta tensión y 0,1 m con otros cables de baja tensión. La distancia del punto de cruce a los empalmes será superior a 1 m. Cuando
no puedan respetarse estas distancias en los cables directamente enterrados, el
cable instalado más recientemente se dispondrá en canalización entubada.
3.5. Cables de telecomunicación
La separación mínima entre los cables de energía eléctrica y los de telecomunicación será de 0,2 m. La distancia del punto de cruce a los empalmes, tanto del
cable de energía como del cable de telecomunicación será superior a 1 m.
3.6. Conducciones de alcantarillado
Se procurará pasar los cables por encima de las conducciones de alcantarillado.
3.7. Depósitos de carburante
Los cables se dispondrán en canalizaciones entubadas y distarán, como mínimo,
0,20 m del depósito. Los extremos de los tubos rebasarán al depósito, como mínimo, 1,5 m por cada extremo.
caso práctico inicial
Los técnicos de ÁTOMO deben
tener conocimiento de los esquemas de cruzamiento al llevar la
línea de BT a su destino. La línea
propuesta realiza dos cruzamientos
de calzada y otro sobre la red de
agua potable.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 5
146
4. Proximidades y paralelismos
Las condiciones y distancias de proximidad a las que deben responder los cables
subterráneos de baja tensión directamente enterrados serán las indicadas en la
instrucción ITC-BT-07 del REBT.
4.1. Paralelismo con otros cables de energía eléctrica
caso práctico inicial
La línea propuesta discurre paralela a otra línea eléctrica de 20 kV a
lo largo de 28 m.
Los cables de baja tensión podrán instalarse paralelamente a otros de baja o alta
tensión manteniendo entre ellos una distancia mínima de 0,10 m con los cables
de baja tensión y 0,25 m con los cables de alta tensión. Cuando no puedan respetarse estas distancias en los cables directamente enterrados, el cable instalado
más recientemente se dispondrá en canalización entubada.
En el caso de que un mismo propietario canalice a la vez varios cables de baja
tensión, podrá instalarlos a menor distancia, incluso en contacto.
Cables MT
Cables MT
> 0,25 m
a
Cables BT
Tubo
Ø 16 mm
≤ 0,25 m
Figura 5.16. Paralelismo con otros cables de energía.
4.2. Cables de telecomunicación
La distancia mínima entre los cables de energía eléctrica y los de telecomunicación será de 0,2 m.
Cuando no puedan respetarse estas distancias en los cables directamente enterrados, el cable instalado más recientemente se dispondrá en canalización
entubada.
4.3. Canalizaciones de gas
La distancia mínima entre los cables de energía eléctrica y las canalizaciones
de gas será de 0,2 m, excepto para canalizaciones de gas de alta presión (más
de 4 bares) en que la distancia será de 0,4 m. La distancia mínima entre los
empalmes de los cables de energía eléctrica y las juntas de las canalizaciones de
gas será de 1 m.
Cuando no puedan respetarse estas distancias en los cables directamente enterrados, la canalización instalada más recientemente se dispondrá entubada.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes subterráneas de distribución de baja tensión
147
4.4. Canalizaciones de agua
La distancia mínima entre los cables de energía eléctrica y las canalizaciones de
agua será de 0,20 m. La distancia mínima entre los empalmes de los cables de
energía eléctrica y las juntas de las canalizaciones de agua será de 1 m.
Cuando no puedan respetarse estas distancias en los cables directamente enterrados, la canalización instalada más recientemente se dispondrá entubada. Se procurará que la canalización de agua quede por debajo del nivel del cable eléctrico.
Canalización
de agua
Canalización
de agua
> 0,2 m
a
Cables BT
Tubo
Ø 16 mm
≤ 0,2 m
Figura 5.17. Paralelismo con canalización de agua.
No obstante, pese a lo dicho en los apartados 3 y 4 sobre cruzamientos y paralelismos, habrá que consultar en cada caso las normas particulares que al respecto
tienen editadas las empresas distribuidoras (proyectos tipo, planos, manuales
técnicos, etc.).
4.5. Puesta a tierra del neutro
Al igual que sucede con la red aérea, el conductor neutro deberá estar puesto a tierra:
•฀ en el centro de transformación,
•฀ en distribución TT, cada 500 m de longitud de línea como mínimo.
ACTIVIDADES
1. Los cables subterráneos de BT podrán instalarse paralelamente a otros de BT o AT, manteniendo una distancia
mínima entre ellos de:
a. 0,2 m con los cables de AT y 0,25 m con los de BT.
b. 0,25 m con los cables de AT y 0,1 m con los de BT.
c. 0,5 m con los cables de AT y 0,1 m con los de BT.
2. La cinta que señala la presencia de cable eléctrico de BT en una red de distribución subterránea debe tener
unas distancias mínimas de:
a. 20 cm al suelo y 25 cm a la parte superior del cable.
b. 20 cm al suelo y 35 cm a la parte superior del cable.
c. 10 cm al suelo y 25 cm a la parte superior del cable.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 5
148
5. Intensidades máximas admisibles
Intensidad máxima admisible es
la máxima intensidad que puede
soportar un cable en unas condiciones tipo.
Los valores de intensidades máximas admisibles que se exponen a continuación
están basados en la norma UNE 211345 (Dic. 2007) partiendo de unas condiciones de la instalación consideradas tipo. Fuera de estas condiciones, se aplicarán
los factores de corrección que correspondan a cada condición en función de como
sea la desviación respecto a la situación considerada tipo.
Los factores de corrección modifican esta intensidad cuando cambian dichas condiciones.
Los cables de distribución de energía objeto de esta norma son los que se muestran
en las siguientes tablas:
caso práctico inicial
Los técnicos de ÁTOMO deberán
tener en cuenta dichas consideraciones.
Tipos genéricos de cable
a
Norma de referencia
Designación
Tensión asignada
RV
0,6/1 kV
UNE-HD 603-5N
XZ1
0,6/1 kV
UNE-HD 603-5X
RHZ1, DHZ1 Y HEPRZ1
de 3,6/6 kV hasta 18/30 kV
UNE-HD 620 (-5-E-1, -7-E-1, -9-E)
RZ
0,6/1 kV
UNE 21030-1 para Al
UNE 21030-2 pra Cu
Tabla 5.5.
Temperatura máxima admisible en el conductor
Tipo de aislamiento
Régimen permanente
Régimen de cortocircuito
(máximo 5 s de duración)
XLPE
Polietileno reticulado
90 °C
250 °C
EPR
Etileno propileno
90 °C
250 °C
Etileno propileno de alto módulo
105 °C
250 °C
HEPR
Cubiertas termoplásticas
Temperatura máxima admisible en la pantalla °C
PVC
Policloruro de vinilo
nota 1 (~70 °C o ~85 °C)
200 °C (nota 2)
Z1
Compuestos de PE
nota 1 (~70 °C o ~85 °C)
180 °C (nota 2)
Nota 1. La tempertatura admisible es la que resulta de una temperatura máxima de funcionamiento en régimen permanente del
cable, que tomamos de ~20 °C inferior a la temperatura del conductor. Las normas de cubierta no especifican el valor de la
temperatura en la pantalla en régimen permanente.
Nota 2. Se admite una temperatura superior siempre que se pueda demostrar por ensayo que el diseño del cable la puede soportar.
a
Tabla 5.6.
Las condiciones tipo de la instalación se muestran a continuación:
Temperatura del aire ambiente
40 °C (sea en galería o al aire libre)
Temperatura del terreno
25 °C
Profundidad de soterramiento
0,7 m para 0,6/1 kV
1 m para tensiones superiores
Radiación solar
Los cables en galerías están protegidos del sol. Los cables de
red aérea están expuestos a una radiación solar de 1 000 W/m2
Agrupamiento de circuitos
Un solo cortocircuito trifásico alejado de otras fuentes de calor
Conexión de las pantallas
Directamente a tierra en ambos extremos de la línea
Sección de la pantalla
16 mm2 formada por 20 alambres de 1 mm de diámetro
aproximadamente
Resistividad térmica del terreno 1,5 K · m/W
a
Tabla 5.7.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes subterráneas de distribución de baja tensión
149
A partir de los catálogos de los fabricantes más importantes en estas condiciones
las intensidades admisibles son:
INTENSIDAD MÁXIMA ADMISIBLE (A)
AISLAMIENTO DE XLPE, CONDUCTOR DE Cu O DE Al
CABLES EN TRIÁNGULO EN CONTACTO
Directamente soterrados (1)
En tubular soterrada (2)
Al aire, protegido del sol (1)
95
135
200
260
340
125
185
260
340
445
82
115
175
230
305
105
155
225
300
400
88
125
200
290
390
115
185
285
390
540
Cobre
Aluminio
Sección
mm2
25
50
95
150
240
25
50
95
150
240
(1) Tres cables unipolares al tresbosillo
(2) Tres cables unipolares en la misma tubular
a Tabla 5.8. Norma UNE 211435. Cables de distribución tipo RV o XZ1 de 0,6/1 kV. Cables soterrados y en galerías
subterráneas.
Si las condiciones difieren de las tipo, los factores de corrección son:
Temperatura máxima
del conductor °C
90
105
Temperatura máxima
del conductor °C
90
105
a Tabla
+
20
1,18
1,14
Temperatura del aire ambiente en cables en galería, °C
25
30
35
40
45
50
55
1,14
1,10
1,05
1,00
0,95
0,89
0,84
1,11
1,07
1,04
1,00
0,96
0,92
0,88
60
0,77
0,83
10
1,11
1,09
Temperatura del terreno en cables soterrados, °C
15
20
25
30
35
40
45
1,07
1,04
1,00
0,96
0,92
0,88
0,83
1,06
1,03
1,00
0,97
0,94
0,90
0,87
50
0,78
0,83
–
5.9. Factores de corrección para distintas temperaturas (cables en galerías subterráneas y cables soterrados).
CABLES DE 0,6/1 kV
a Tabla
Profundidad, m
Soterrados
En tubular
0,50
0,60
0,70
0,80
1,00
1,25
1,50
1,75
2,00
2,50
3,00
1,04
1,02
1,00
0,99
0,97
0,95
0,93
0,92
0,91
0,89
0,88
1,03
1,01
1,00
0,99
0,97
0,96
0,95
0,94
0,93
0,91
0,90
ºC
5.10. Factores de corrección para distintas profundidades de soterramiento (cables soterrados).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
+
–
ºC
Unidad 5
150
RT
CABLES INSTALADOS EN TUBOS SOTERRADOS. UN CIRCUITO POR TUBO
Resistividad del terreno
Sección del
conductor mm2 0,8 k · m/W 0,9 k · m/W 1 k · m/W 1,5 k · m/W 2 k · m/W 2,5 k · m/W 3 k · m/W
25
1,12
1,10
1,08
1,00
0,93
0,88
0,83
35
1,13
1,11
1,09
1,00
0,93
0,88
0,83
50
1,13
1,11
1,09
1,00
0,93
0,87
0,83
70
1,13
1,11
1,09
1,00
0,93
0,87
0,82
95
1,14
1,12
1,09
1,00
0,93
0,87
0,82
120
1,14
1,12
1,10
1,00
0,93
0,87
0,82
150
1,14
1,12
1,10
1,00
0,93
0,87
0,82
185
1,14
1,12
1,10
1,00
0,93
0,87
0,82
240
1,15
1,12
1,10
1,00
0,92
0,86
0,81
300
1,15
1,13
1,10
1,00
0,92
0,86
0,81
400
1,16
1,13
1,10
1,00
0,92
0,86
0,81
CABLES DIRECTAMENTE SOTERRADOS EN TRIÁNGULO EN CONTACTO
Resistividad del terreno
Sección del
conductor mm2 0,8 k · m/W 0,9 k · m/W 1 k · m/W 1,5 k · m/W 2 k · m/W 2,5 k · m/W 3 k · m/W
25
1,25
1,20
1,16
1,00
0,89
0,81
0,75
35
1,25
1,21
1,16
1,00
0,89
0,81
0,75
50
1,26
1,21
1,16
1,00
0,89
0,81
0,74
70
1,27
1,22
1,17
1,00
0,89
0,80
0,74
95
1,28
1,22
1,18
1,00
0,89
0,80
0,74
120
1,28
1,22
1,18
1,00
0,88
0,80
0,74
150
1,28
1,23
1,18
1,00
0,88
0,80
0,74
185
1,29
1,23
1,18
1,00
0,88
0,80
0,74
240
1,29
1,23
1,18
1,00
0,88
0,80
0,73
300
1,30
1,24
1,19
1,00
0,88
0,80
0,73
400
1,30
1,24
1,19
1,00
0,88
0,79
0,73
a Tabla
5.11. Factores de corrección para resistividad térmica del terreno distinta de 1,5 K·m/W (cables soterrados).
CIRCUITOS DE CABLES UNIPOLARES EN TRIÁNGULO EN CONTACTO
GRUPOS DISPUESTOS EN UN PLANO HORIZONTAL
Cables directamente soterrados - Distancias entre grupos en mm
Circuitos agrupados
Contacto
200
400
600
800
2
0,82
0,88
0,92
0,94
0,96
0,84
3
0,71
0,79
0,88
0,91
0,81
4
0,64
0,74
0,85
0,89
5
0,59
0,70
0,78
0,83
0,87
6
0,56
0,67
0,76
0,82
0,86
7
0,53
0,65
0,74
0,80
0,85
8
0,51
0,63
0,73
0,80
–
9
0,49
0,62
0,72
0,79
–
10
0,48
0,61
0,71
–
–
CABLES INSTALADOS EN TUBOS SOTERRADOS. UN CIRCUITO POR TUBO
Distancias entre tubos en mm
Circuitos agrupados
Contacto
200
400
600
800
0,90
0,94
2
0,87
0,96
0,97
0,87
3
0,77
0,82
0,90
0,93
0,84
4
0,71
0,77
0,88
0,91
0,81
5
0,67
0,74
0,80
0,89
6
064
0,71
0,79
0,85
0,88
7
0,61
0,69
0,78
0,84
–
8
0,59
0,67
0,77
0,83
–
9
0,57
0,66
0,76
0,82
–
10
0,56
0,65
0,75
–
–
a Tabla
5.12. Factores de corrección para agrupamiento de cables de 0,6/1 kV (cables soterrados).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes subterráneas de distribución de baja tensión
Número
de bandejas
Método de instalación
Bandejas
perforadas
(nota 3)
Bandejas
perforadas
verticales
(nota 4)
Bridas,
soportes,
ménsulas
(nota 3)
151
1
2
3
1
1,00
0,98
0,96
2
0,97
0,93
0,89
20 mm
3
0,96
0,92
0,86
225 mm
1
1,00
0,91
0,89
2
1,00
0,90
0,86
1
1,00
1,00
1,00
2
0,97
0,95
0,93
3
0,96
0,94
0,90
De
2 De
Separados
2 De
De
Separados
De
2 De
Separados
Número de circuitos
trifásicos
20 mm
Se aplican a la capacidad de carga en un circuito al aire libre.
Nota 1. Los valores son la media para los tipos de cables y la gama de secciones considerada. La dispersión de
los valores es inferior al 5% en general.
Nota 2. Los factores se aplican a cables en capas separadas o en cables en triángulo en capas separadas. No
se aplican si los cables se instalan en varias capas en contacto. En este caso los factores pueden ser
sensiblemente inferiores. (Ver punto 1 apartado K.)
Nota 3. Los valores están previstos para una separación entre las bandejas verticales de 300 mm. Para espacios
inferiores, hay que reducir los factores.
Nota 4. Los valores están previstos para una separación de las bandejas horizontales de 225 mm con las bandejas montadas de espalda a espalda. Si la separación es menor, hay que reducir los factores.
Nota 5. Para circuitos que tengan más de un cable en paralelo por fase, conviene considerar cada conjunto de
tres cables como un circuito en el sentido de aplicación de esta tabla.
a Tabla
5.13. Factores de corrección por agrupamiento de cables al aire libre o en galerías (galerías subterráneas). Véase nota 2.
Si se dan unas condiciones de instalación no recogidas en estas tablas, se debe
consultar el REBT, normas UNE anteriores (20460-5-523-2004), catálogos de
fabricantes de cables o los manuales técnicos de las empresas distribuidoras.
saber más
EJEMPLO
Calcula la intensidad máxima admisible de las siguientes líneas:
a) Red trifásica de distribución subterránea con conductor tipo XZ1,
240 mm2 Al, directamente enterrada a una profundidad de 0,8 m y
con una temperatura del terreno de 30 ºC.
IMÁXIMA ADMISIBLE = 340 A × 0,99 x 0,96 = 323,13 A
b) Red trifásica de distribución subterránea con conductor tipo XZ1,
150 mm2 Al, directamente enterrada en tubular a una profundidad
de 0,7 m y con dos tubos colindantes en contacto.
IMÁXIMA ADMISIBLE = 230 A × 0,77 = 177,1 A
c) Red trifásica de distribución en galería con conductor tipo XZ1, 50 mm2
Al, dispuesta en bandeja horizontal perforada junto a 2 circuitos más,
siendo la temperatura máxima en el interior de la galería de 35 ºC.
IMÁXIMA ADMISIBLE = 125 A × 0,96 x 1,05 = 126 A
Del catálogo de General Cable
merece destacarse la siguiente consideración:
El aumento significativo de potencia
en verano conjugado con la escasez
de lluvias de manera alarmante en
nuestro país, ha conducido a una
situación crítica en las instalaciones
subterráneas. Las condiciones de
disipación de calor de estas han disminuido de manera preocupante.
Ante esto, los comités técnicos de
AENOR han dispuesto la elevación
de la resistividad térmica del terreno
reflejado en la norma UNE 20435
(que pasará a ser la UNE 211435),
pasando de 1 K·m/W a 1,5 K·m/W,
lo que supone una reducción de las
intensidades máximas admisibles
para todas las secciones.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 5
152
6. Sistemas de conexión de neutro
y de las masas en redes de
distribución BT
En la ITC-BT-08 del REBT, se presentan los tres posibles esquemas de distribución en función de la puesta a tierra del neutro y de las masas.
El esquema de distribución para instalaciones receptoras alimentadas directamente desde una red de distribución pública en baja tensión es el esquema TT,
mientras que para instalaciones de baja tensión alimentadas desde un centro de
transformación de abonado se podrá elegir cualquiera de los tres esquemas, aunque, en la práctica, solo se emplea el IT. Por tanto, únicamente se analizarán las
características de los esquemas de distribución TT e IT.
6.1. Esquema TT
Es el esquema más usado en la actualidad, llegando a ser utilizado en el 95% de las
instalaciones. Corresponde a las instalaciones alimentadas directamente por una
red de distribución en BT en las que el neutro del transformador de alimentación
está conectado directamente a tierra, y las partes metálicas de los receptores están
unidas a otra toma de tierra.
Centro de Transformación
Usuario
Red BT
T
a
T
Figura 5.18. Esquema de distribución TT.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes subterráneas de distribución de baja tensión
153
En este caso, un defecto de aislamiento fase-masa provoca la circulación de una
corriente de fuga a tierra ID, cuyo retorno tiene lugar por el suelo. Dicha intensidad está limitada por las resistencias de las tomas de tierra (RA y RB) y la resistencia del defecto de aislamiento (RD).
Se desprecia, por su pequeño valor, la impedancia trafo-red (ZT y ZL). La tensión
de contacto supuesta UD (tensión de defecto) se define como la tensión entre una
masa metálica de un receptor debido a un defecto de aislamiento en el mismo y
otro punto accesible simultáneamente por una persona, generalmente la tierra.
Su valor sería igual a:
ID =
UO
RA + RB + RD
ZT
UD = ID · RA
ZL
RB
RD
RA
ID
a
Figura 5.19. Recorrido corriente de fuga ID.
La corriente corporal IC a la que se vería sometida una persona sería:
IC =
UD
ZC + RCA + RS
ZC : Impedancia corporal
RCA : Resistencia del calzado
RS : Resistencia del suelo
ZC
RCA
RS
a
Figura 5.20. Recorrido corriente corporal IC.
El valor de UD debe ser inferior a la tensión de contacto máxima admisible por el
cuerpo humano, valor establecido por el REBT en:
•฀ 50 V para los locales secos.
•฀ 24 V para los locales húmedos.
Estas tensiones, consideradas como no peligrosas, provocan la circulación por el
cuerpo humano de una corriente inferior a 25-30 mA (límite en el que se tiene
posibilidad de parálisis respiratoria).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 5
154
Características del régimen TT
•฀ En distribución pública está obligado por el REBT.
•฀ No precisa de un servicio de mantenimiento de las instalaciones.
•฀ Permite ampliar sin complicaciones especiales las instalaciones.
•฀ Requiere el uso de dispositivos de protección diferencial.
EJEMPLO
Calcula la tensión de defecto y la corriente corporal correspondientes a
los esquemas descritos en las figuras 5.19 y 5.20 con los siguientes datos:
UO = 230 V, RA = 37 Ω, RB = 10 Ω, RD = 0
ZC + RCA + RS = 3 200 Ω
La intensidad de fuga será:
ID =
UO
RA + RB + RD
=
230
37 + 10 + 0
= 4,89 A
La tensión de defecto que se genera será de:
UD = ID · RA = 4.89 · 37 = 181 V > (50 V o 24 V)
Dicha tensión es muy superior a la tensión límite UL (50 V y 24 V) y presenta
peligro para las personas si se exponen durante más de 0,2 s en un entorno seco
o más de 0,08 s en un entorno húmedo. Por consiguiente, es preciso añadir al
menos un dispositivo diferencial en cabecera de la instalación.
La corriente corporal será:
Ic =
UD
ZC + RCA + RS
=
181
3 200
= 0,056 A = 56 mA > 30 mA
Supera el límite en el que es posible una parálisis respiratoria.
6.2. Esquema IT (neutro aislado o impedante)
En este esquema el neutro o bien está aislado y no conectado a tierra o bien
conectado a través de una elevada impedancia. Por otro lado, las masas sí están
conectadas a la tierra de la instalación. En este tipo de esquema se recomienda
no distribuir el neutro.
Este esquema se puede aplicar a instalaciones de BT alimentadas por un transformador de aislamiento separador.
Transformador de abonado
a
Figura 5.21. Esquema real de distribución IT.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes subterráneas de distribución de baja tensión
155
El esquema queda:
ID
a
Impedancia
de fuga de la red
T
Figura 5.22. Esquema de distribución IT.
En este esquema la intensidad resultante de un primer defecto fase-masa o fasetierra tiene un valor lo suficientemente reducido como para no provocar la aparición de tensiones de contacto peligrosas.
No obstante, si se produce un segundo defecto de aislamiento fase-tierra en
una fase distinta a la del primer defecto sin haber eliminado este previamente,
el comportamiento de este esquema de conexión a tierra es equivalente a un
cortocircuito entre fases. El interruptor magnetotérmico de aguas arriba se
disparará.
Para garantizar la continuidad de servicio es obligatorio, según el reglamento,
detectar y señalar el primer fallo mediante aparatos específicos denominados
Controladores Permanentes de Aislamiento (CPA). Este régimen posee la ventaja
de garantizar la máxima continuidad de servicio y seguridad para las personas, por
ello es utilizado en instalaciones como, por ejemplo, quirófanos.
EJEMPLO
Calcula la corriente y la tensión de defecto, así como la posible corriente
corporal en un sistema IT como el de la figura 5.21. Algunos datos son:
RT = 10 Ω, Zfuga de red = 4 200 Ω, ZC + RCA + RS = 2 950 Ω, Uo = 230 V.
La corriente y la tensión de defecto serían:
ID =
UO
ZFUGA + RT
=
230
4 210
= 0,054 A
UD = ID · RT = 10 · 0,054 = 0,54 V
La tensión no es peligrosa.
En caso de contacto la corriente corporal podría alcanzar el valor:
Ic =
UD
ZC + RCA + RS
=
0,54
2 950
= 0,18 mA
Es un valor muy pequeño de intensidad.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 5
156
Supóngase que en el circuito anterior se produce un segundo defecto sin
haber eliminado el primero. Calcule el nuevo valor de ID.
a
Figura 5.23.
La única impedancia existente es la de la propia línea, si se estima esta en 0,5 Ω.
ID =
U
ZL
=
400
0,5
= 800 A
Valor similar al de un cortocircuito.
7. Montaje y mantenimiento de redes
eléctricas subterráneas de BT
El montaje de una red subterránea de BT se realizará, en todo momento, de acuerdo al proyecto y plan establecidos. Se seguirán las pautas marcadas por el Instituto
Nacional de Cualificaciones (INCUAL).
7.1. Realizaciones profesionales
caso práctico inicial
Una vez realizado el planteamiento del proyecto, los técnicos de
ÁTOMO deben comenzar el montaje de acuerdo con las pautas
marcadas por el INCUAL.
•฀ Montar los conductores de redes eléctricas subterráneas sobre lecho de
arena y bajo tubo en zanjas de acuerdo al proyecto y plan de montaje, aplicando los procedimientos y medios de seguridad adecuados con la calidad
requerida.
•฀ Realizar el replanteo y dimensiones de las zanjas y arquetas cumpliendo con
las especificaciones del proyecto y asegurándose de que no coinciden con otros
servicios en la misma proyección vertical, cumpliendo así con la reglamentación vigente.
•฀ Las intervenciones (calzadas, aceras, cruces de calles y carreteras, entre otros)
se deben realizar disponiendo de los permisos correspondientes.
•฀ Realizar el tendido de los conductores sin que sufran daños (colocando los
rodillos y evitando cruces) y disponerlos de acuerdo al tipo de instalación y a
la reglamentación vigente.
•฀ Los empalmes y conexiones de los conductores se realizarán utilizando los
elementos idóneos según las instrucciones de montaje.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes subterráneas de distribución de baja tensión
157
•฀ Las protecciones mecánicas y de señalización de la red se montarán cumpliendo la normativa vigente.
•฀ Montar los conductores de redes eléctricas en galerías de acuerdo al proyecto
y plan de montaje, aplicando los procedimientos y medios de seguridad adecuados con la calidad requerida.
•฀ La ubicación de las bandejas, herrajes y sujeciones, entre otros, se realizará
cumpliendo con las especificaciones del proyecto y con la reglamentación
vigente.
•฀ El asiento de los cables en la bandeja se realizará teniendo en cuenta el tipo
de sujeción, la cantidad de cables que aloja y el resto de servicios de la galería.
•฀ Guardar las distancias adecuadas siguiendo la documentación del proyecto y
plan de montaje.
•฀ Realizar el acopio de materiales a lo largo del trazado de la red siguiendo las
especificaciones del proyecto y de acuerdo con el plan de montaje.
•฀ Seleccionar las herramientas y medios necesarios de acuerdo con las necesidades del montaje.
a
Figura 5.24. Tendido de cable.
Figura 5.25. Manguitos de empalme preaislados para redes subterráneas. (Cortesía de Niled
S.A.E.).
a
7.2. Ensayos previos a la puesta en servicio
En los sistemas de cables nuevos se llevarán a cabo, una vez concluida la instalación del cable y de sus accesorios de conexión, la secuencia de ensayos que marca
el manual técnico 2.33.15 de Iberdrola:
•฀ Verificación de la continuidad del cable.
•฀ Verificación del orden de fases.
•฀ Colocación de identificaciones en el cable.
No se continuarán realizando ensayos hasta que no queden estos procesos cumplimentados y documentados:
•฀ Medida de la resistencia de aislamiento.
•฀ Ensayo de rigidez dieléctrica del aislamiento.
Estos ensayos quedan descritos en la práctica profesional que se propone.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 5
158
ACTIVIDADES FINALES
■ 1. Averiguar la intensidad máxima admisible de una línea 3F + N constituida por cables unipolares de Cu de
50 mm2, en tendido enterrado bajo zanja a 30 ºC en el interior de un tubo, siendo su aislamiento de XLPE.
■ 2. Averiguar el valor de la intensidad máxima admisible para un terno de cables unipolares de 240 mm 2
(conductor de Al, aislamiento de XLPE) enterrado bajo zanja, si se dan las siguientes circunstancias simultáneamente:
a) La profundidad de instalación es 60 cm.
b) En dicha zanja, además del terno en cuestión, existen dos ternos más, separados entre sí 20 cm.
■ 3. Averiguar el valor de la intensidad máxima admisible para un terno de cables unipolares de 25 mm2 (conductor de Al, aislamiento de XLPE) enterrado bajo zanja, si se dan las siguientes circunstancias simultáneamente:
a) La temperatura del terreno es de 40 ºC.
b) La profundidad de instalación es 60 cm.
■ 4. ¿Cómo se distribuiría una potencia de 650 kW con cables unipolares de 240 mm2 (conductor de Al,
aislamiento de XLPE) en galería ventilada a una temperatura de 40 ºC en una bandeja horizontal perforada?, ¿cuál sería la intensidad máxima admisible de dicha agrupación? Algunos datos son:
cos ϕ = 0,9, U = 400 V, f = 50 Hz.
■ 5. En el circuito de la figura responder las siguientes cuestiones:
a) Tipo de esquema de distribución.
b) Tensión de defecto que se genera en la masa respecto a tierra.
c) Corriente que atravesaría el cuerpo de la persona.
Defecto franco Rd = 0 Ω
RCUERPO = 1500 Ω
RCALZADO = 500 Ω
RSUELO = 100 Ω
RTRAFO = 5 Ω
a
RTIERRA = 50 Ω
Figura 5.26.
■ 6. En el circuito de la figura responder las siguientes cuestiones:
a) Tipo de esquema de distribución.
b) ¿Se genera una tensión masa-tierra peligrosa?
c) ¿Qué valor podría alcanzar una corriente corporal?
d) ¿Qué elemento de protección se debe poner?
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes subterráneas de distribución de baja tensión
159
ACTIVIDADES FINALES
NOTA. La impedancia de la línea no se considera.
Defecto aislamiento (Rd = 300 Ω)
RCUERPO = 678 Ω
RTRAFO = 10 Ω
a
RTIERRA = 30 Ω
Figura 5.27.
■ 7. En el circuito de la figura responder las siguientes cuestiones:
a) Tipo de esquema de distribución.
b) Corriente y tensión de defecto que se generan en la masa respecto a tierra.
c) Qué corriente atravesaría el cuerpo de la persona.
RDEFECTO = 0 Ω
RCUERPO = 1500 Ω
RCABLE = 0,1 Ω
RCALZADO = 500 Ω
RSUELO = 100 Ω
ZFUGA
a
RTIERRA = 30 Ω
Figura 5.28.
entra en internet
■ 8. Entrar en Internet y buscar los proyectos tipo de las empresas distribuidoras Iberdrola y Unión Fenosa. Localizar los diversos modelos de zanjas a utilizar según el caso.
■ 9. Entrar en Internet y buscar los catálogos de los fabricantes de cables Prysmian y General Cable. Localizar los
valores de intensidades máximas admisibles para cada tipo de conductor en el caso de redes subterráneas.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 5
160
PRÁCTICA PROFESIONAL
HERRAMIENTAS
•฀ Comprobador de instalaciones multifunción con las siguientes funciones:
– Resistencia de aislamiento
Comprobación
de cables subterráneos
– Continuidad y resistencia
– Resistencia de lazo y de línea
– Indicador de secuencia de fase
MATERIAL
•฀ 2 picas para puesta a tierra
•฀ Elementos de conexión para picas
OBJETIVO
El objetivo de esta práctica es dar a conocer y realizar las pruebas recomendadas
en el manual técnico de Iberdrola MT 2.33.15 que deben llevarse a cabo una vez
concluida la instalación del cable y de sus accesorios de conexión.
En el caso de que los ensayos se hubieran realizado con más de 5 meses
antes de la puesta en marcha de la instalación, estos deberían repetirse. La
finalidad de estos ensayos es garantizar unos niveles mínimos de calidad en
el servicio.
PRECAUCIONES
•฀ Seguir las indicaciones del fabricante en cuanto al manejo del instrumento
de medida.
•฀ Realizar todas las pruebas sin tensión.
DESARROLLO
Comprobación de continuidad de los cables
Para comprobar la continuidad del cable se formará un bucle, puenteando dos fases en un extremo, conectando
en el otro extremo de las fases un megóhmetro y aplicando tensión. Si se obtuviese una medición elevada de resistencia respecto a los datos aportados por el fabricante del cable (del orden de cientos de ohmios), se interpretará
como una discontinuidad del cable.
L1
L2
L3
Medida de resistencia entre L1 y L2
a
Figura 5.29. Prueba de continuidad (resistencia). (Cortesía de Fluke).
En líneas de tres fases se comprobarán los tres bucles posibles, fases 1-2, 2-3 y 1-3, para ello en uno de sus extremos
se deben unir entre sí los tres conductores y, en el otro, se colocará el medidor entre cada pareja posible de los mismos. Una medición elevada de impedancia en dos bucles indicaría la discontinuidad de la fase común.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes subterráneas de distribución de baja tensión
161
La representación quedaría del siguiente modo:
L1
L2
L3
Bucle entre L1 y L2
a
Figura 5.30. Prueba de continuidad (bucle). (Cortesía de Fluke).
En cables con pantalla es necesario verificar la continuidad de la misma, para ello se usa un método similar al descrito anteriormente, las pantallas de los tres cables se unirán entre sí en un extremo quedando desconectadas de
tierra. En el extremo opuesto se conectará un megóhmetro entre dos pantallas, realizando las tres combinaciones
para garantizar la medida en las tres pantallas. El ensayo se considera aceptado cuando los resultados de medir las
pantallas, dos a dos, arrojen valores de impedancia baja.
Sin modificar el método operativo antes descrito, se puede saber la resistencia óhmica de las pantallas mediante un
óhmetro con resolución suficiente como para obtener centésimas de ohmio.
Se realizarán y se anotarán los valores obtenidos en las tres medidas.
Para considerar válido el ensayo, se denominan A, B y C a los tres valores en ohmios obtenidos de las correspondientes mediciones de resistencia:
•฀ A = Valor medido entre las fases 1 y 2.
•฀ B = Valor medido entre las fases 2 y 3
•฀ C = Valor medido entre las fases 3 y 1.
Los resultados de las resistencias correspondientes a cada fase se obtendrán de las expresiones:
R1 =
A+C–B
2
R2 =
A+B–C
2
R3 =
B+C–A
2
Se considera que las pantallas están correctas, cuando el valor de la resistencia referenciada a 20 ºC esté de acuerdo
con la siguiente tabla:
a
Sección de la
pantalla en mm2
Resistencia
Ω · km
16
1,240
25
0,779
75
0,259
Tolerancia
Ω · km
±0,010
Tabla 5.14.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 5
162
PRÁCTICA PROFESIONAL
Identificación de las fases
Para identificar las fases, se coloca en un extremo del cable una fase a tierra y en el otro extremo se conecta el megóhmetro; se hará entre cada una de las fases y tierra, aplicándose, sucesivamente, una tensión de 500 V. La menor
de las tres medidas corresponderá a la misma fase en ambos extremos.
Algunos instrumentos muestran directamente el orden de sucesión de fases.
L1
L2
L3
a
Figura 5.31. Identificación de fases. (Cortesía de Fluke).
Antes de realizar la siguiente secuencia de ensayos, se realizará el proceso de identificación de las fases del
cable y de su circuito. Para ello se señalizará, mediante la colocación en ambos extremos de cada cable, una
cinta de color (un color diferente por cada fase) para identificar las fases. Los colores estarán normalizados
según empresa distribuidora. Además, se colocarán las correspondientes pegatinas de identificación y señalización.
Medida de la resistencia de aislamiento
La resistencia de aislamiento depende de:
•฀ las dimensiones del cable,
•฀ la composición del aislamiento,
•฀ la humedad del aislamiento.
En general, la resistencia de aislamiento no es un valor para asegurar la seguridad de servicio del cable, pues
solo una entrada de humedad causa una reducción de la resistencia que afecte a la seguridad de servicio del
cable.
Debe tenerse en cuenta que los valores de la resistencia del aislamiento de empalmes y terminales influyen en los
resultados de los ensayos correspondientes, por ejemplo, la superficie húmeda de un terminal puede conducir a
falsas conclusiones.
Con la ayuda de un megóhmetro con diferentes rangos de escalas, se aplicará una tensión continua de 500 V durante un tiempo suficiente (entre 1 y 2 minutos) para obtener una lectura estable.
La medición de la resistencia de aislamiento se efectuará entre el conductor y tierra.
En el caso de la medida del neutro, se deberá desconectar la pica de tierra, siendo la medida realizada contra uno
de los conductores anteriormente medidos.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes subterráneas de distribución de baja tensión
163
Los elementos de la instalación, ajenos al cable (interruptores, seccionadores, etc.), deben permanecer en posición
abierto con el fin de no falsear los resultados de los ensayos.
L1
L2
L3
N
a
Figura 5.32. Prueba de resistencia de aislamiento. (Cortesía de Fluke).
La resistencia de aislamiento se calculará mediante la fórmula siguiente:
Ra =
Rm · L
1 000
Donde:
•฀ Ra. Resistencia de aislamiento (MΩ · km)
•฀ L. Longitud del cable (m).
•฀ Rm. Resistencia medida en el ensayo (MΩ).
Los valores así calculados serán menores que los obtenidos en los ensayos realizados en fábrica, esto es lógico
teniendo en cuenta que se está ensayando con un cable ya instalado, con sus terminales y empalmes, pero sin
guardas.
Los valores obtenidos no deben ser inferiores a los indicados en la tabla.
RESISTENCIA MÍNIMA DEL AISLAMIENTO
DE CABLES CON AISLAMIENTO SECO DE UN SOLO CONDUCTOR
CON PANTALLA O TIERRA
Tensión nominal
Uo/U
kV
0,6/1
a
Sección
del conductor
mm2
Resistencia
de aislamiento (Ra)
MΩ/km
≤25
30
>25 y ≤95
20
>95
15
Tabla 5.15.
El manual técnico de Iberdrola recomienda volver a realizar este ensayo tras el ensayo de rigidez dieléctrica del aislamiento por si se hubiera producido algún deterioro en los cables.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 5
164
MUNDO TÉCNICO
MUNDO LABORAL
Detección de fallas en redes eléctricas subterráneas
REFLEXION DE ARCO
La reflexión de arco y la reflexión de arco diferencial
son los métodos preferidos para la localización de fallas
subterráneas. Estos métodos no sólo muestran fallas, sino
que también muestran la ubicación de puntos de referencia, tales como empalmes, proporcionando lo que a menudo se denomina un mapa eléctrico del cable bajo ensayo.
Denominado como uno de los métodos de radar de alta
tensión, este método supera la limitación de 200 Ω del reflectómetro convencional. Además de un TDR, para operar
bajo este método se necesita de un filtro de reflexión de
arco y de un generador de impulsos de AT.
a Figura 5.31. Reflectrómetro de dominio de tiempo. TDR
(Time Domain Reflectometer). Generador de impulsos
de BT/MT, con filtro incorporado para reflexión por arco.
(Cortesía INDUCOR).
El generador de impulsos proporciona una gran elevación
de corriente en el lugar de la falla, creando un cortocircuito
momentáneo que el TDR puede llegar a capturar y mostrar
como una reflexión en sentido descendente. El filtro es el
encargado de proteger al TDR de los pulsos de alta tensión
generados por el generador de impulsos.
REFLEXION DE ARCO DIFERENCIAL
Este método de reflectometría de alta energía es, básicamente, una extensión de la reflexión de arco. Requiere
también del uso de un generador de impulsos, un filtro de reflexión de arco y un analizador.
El analizador mostrará la diferencia algebraica entre la traza de baja tensión (reflectometría convencional) y la subsiguiente traza obtenida bajo un arco de alta tensión.
La reflexión de arco diferencial elimina todas las reflexiones idénticas antes de la falla. La primera reflexión descendente que aparece en el reflectograma obtenido (falla) se podrá ahora identificar fácilmente.
Generador
de impulsos
Falla contra tierra
alta resistencia
Final
Filtro
1
Pulso BT
No ve la falla
2
3
Analizador
a Figura
Pulso AT
Diferencial 1 - 2
Ve la falla
Solo la falla
5.32.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Redes subterráneas de distribución de baja tensión
165
EN RESUMEN
REDES SUBTERRÁNEAS DE DISTRIBUCIÓN EN BAJA TENSIÓN
Conductores aislados directamente enterrados bajo zanjas
Sistemas
de instalación
Conductores aislados en canalización entubada enterrados bajo zanjas
Conductores aislados en galerías
Condiciones para cruzamiento, proximidades y paralelismos. Zanjas
Reglamento
de
Baja Tensión
Dimensiones y condiciones de instalación
Intensidades máximas admisibles
Sistemas de conexión del neutro y de las masas en redes de distribución de BT
Montaje y mantenimiento de las redes subterráneas de BT
EVALÚA TUS CONOCIMIENTOS
1. Las secciones mínimas permitidas en los conductores utilizados en redes subterráneas de BT
son:
a. 10 mm2 en Al y 6 mm2 en Cu.
b. 16 mm2 en Al y 10 mm2 en Cu.
c. 16 mm2 en Al y 6 mm2 en Cu.
2. En las líneas públicas de distribución, ¿cuál de los
sistemas de distribución que se indican debe utilizarse?
a. IT.
b. TT.
c. Los dos son admisibles.
3. Los cables de las redes eléctricas de distribución
han de tener unos niveles mínimos de aislamiento de:
a. 0,6 / 1 kV las subterráneas y 450 / 750 V las aéreas.
b. 0,6 / 1 kV las aéreas y 450 / 750 V las subterráneas.
c. 0,6 / 1 kV las subterráneas y las aéreas.
Resuelve en tu cuaderno
o bloc de notas
4. La profundidad mínima de los cables en redes con
conductores directamente enterrados será de:
a. 0,8 m en calzada y 0,7 m en acera.
b. 0,9 m en calzada y 0,6 m en acera.
c. 0,8 m en calzada y 0,6 m en acera.
5. Las canalizaciones entubadas utilizadas en las
redes de distribución subterráneas de BT deben
disponer de:
a. arquetas registrables, como máximo cada 40 m.
b. arquetas registrables, como máximo cada 50 m.
c. arquetas registrables, como máximo cada 60 m.
6. La distancia de cruce entre un cable de BT y otros
cables de energía eléctrica, ambos enterrados, será:
a. 0,15 m con cables de AT y 0,1 m con cables de BT.
b. 0,25 m con cables de AT y 0,1 m con cables de BT.
c. 0,5 m con cables de AT y 0,2 m con cables de BT.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 6
166
6
Cálculo de instalaciones
de enlace y puesta a tierra
vamos a conocer...
1. Previsión de cargas de un edificio
2. Estructura de las instalaciones de enlace
3. Dimensionado de una instalación de enlace
4. Instalaciones de puesta a tierra en edificios
PRÁCTICA PROFESIONAL
Medida de la resistividad del terreno
MUNDO TÉCNICO
Software para el cálculo de instalaciones
de enlace con Cypelec
y al finalizar esta unidad...
Realizarás los cálculos de previsión de carga de
un edificio.
Conocerás la reglamentación (REBT) a tener en
cuenta para la previsión de cargas.
Reconocerás las partes de una instalación de
enlace de un edificio.
Identificarás las partes de una instalación de
puesta a tierra.
Conocerás la reglamentación (REBT) sobre
instalación de enlace y puesta a tierra.
Realizarás los cálculos para la elección del
fusible de la CGP.
Desarrollarás los cálculos de sección para la
LGA y DI.
Realizarás los cálculos y selección de secciones
para la instalación de puesta a tierra.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
167
CASO PRÁCTICO INICIAL
situación de partida
La empresa de instalaciones eléctricas MIJUSE S.A. ha sido contratada para la realización de los cálculos técnicos e instalación
eléctrica de una finca de viviendas de dos plantas y una planta
baja. A petición de los propietarios, la finca quedará distribuida
de la siguiente forma:
•฀ La฀planta฀baja฀se฀dividirá฀en฀dos฀partes,฀una฀superficie฀de฀60฀m2
para฀la฀habilitación฀de฀un฀local฀comercial฀y฀otra฀de฀40฀m2 para
un฀pequeño฀garaje฀de฀dos฀coches.฀Las฀dos฀plantas฀(100฀m2
cada una) se destinarán a viviendas.
•฀ El฀local฀y฀la฀puerta฀del฀garaje฀están฀situados฀a฀la฀altura฀de฀la฀
la instalación de puesta a tierra y por dónde se debe distribuir, por
si fuese necesario el empleo de picas adicionales.
Se instalarán, además, un total de cuatro contadores (uno para
cada vivienda), uno para el local y uno para los servicios comunes del edificio (alumbrado de escalera, garaje y un ascensor).
La alimentación a los contadores será mediante tubo enterrado,
aproximadamente฀unos฀10฀m.
El total de potencia para servicios comunes es de 8 kW, incluidos todos los servicios (telecomunicaciones, videoportero, etc.).
Además, los pisos contendrán sistemas domóticos y seguridad.
natural, ya que la parte trasera da acceso a un pequeño patio
Las distancias desde la ubicación de los contadores a los cuadros
de los dispositivos generales de mando y protección (DGMP) son:
interior.
•฀ A฀la฀vivienda฀de฀la฀primera฀planta,฀10฀m.
calle, disponiendo de ventanas que proporcionan ventilación
Dado que se tiene que realizar una previsión para la realización de
•฀ A฀la฀vivienda฀de฀la฀segunda฀planta,฀20฀m.฀
la cimentación, es urgente indicar el tipo de cable necesario para
•฀ Al฀local฀comercial,฀5฀m.
estudio del caso
Antes de empezar a leer esta unidad de trabajo, puedes contestar las dos primeras preguntas. Después analiza cada
punto del tema con el objetivo de contestar el resto de preguntas de este caso práctico.
1. Para el cálculo de secciones es necesario fijar una
potencia, ¿cuál será su valor?, ¿qué criterios se han
de seguir?
3. ¿Qué partes tiene una instalación de puesta a tierra?
4. ¿Qué cables o conductores se deben elegir para una
puesta a tierra?, ¿de qué sección?
2. ¿Qué características tiene que cumplir el cable presente en la instalación de enlace?, ¿qué criterios se
han de seguir?
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 6
168
1. Previsión de cargas de un edificio
1.1. Grado de electrificación básico y elevado
saber más
Es posible consultar el texto completo de las ITC utilizadas en la
unidad, así como las guías técnicas
en la página web de la secretaría
general de industria y de la pequeña y mediana empresa:
http://www.f2i2.net/
legislacionseguridadindustrial/
LegislacionNacional.aspx
Las viviendas se pueden clasificar en grado de electrificación básico o elevado
en función de la previsión de aparatos electrodomésticos que se vayan a utilizar.
El grado de electrificación básico, a efectos de uso, es el sistema mínimo para
instalaciones interiores de vivienda en edificios nuevos (según la ITC-BT-10 del
REBT). Según lo anterior, las viviendas de grado de electrificación básico permiten la utilización de aparatos electrodomésticos de uso básico sin necesidad de
obras posteriores para su adecuación.
Según lo indicado en la ITC-BT-25 del REBT, se establece que una vivienda de
electrificación básica contiene los siguientes circuitos:
Circuito
a
Descripción
Nº máximo de
ptos. de uso
C1
Puntos de iluminación
30
C2
Tomas de corriente de uso general y frigorífico
20
C3
Cocina y el horno
2
C4
Lavadora, lavavajillas y termo eléctrico
3
C5
Tomas de corriente de los cuartos de baño y cocina
6
Tabla 6.1.
Además de los circuitos indicados en la tabla anterior, es posible que se incluyan
otros sistemas como: calefacción eléctrica, acondicionamiento de aire, automatización, gestión técnica de la energía y seguridad, etc. En este caso, la previsión de uso
de aparatos electrodomésticos es superior al caso anterior, por tanto serán consideradas como viviendas con grado de electrificación elevada. En este grupo también
estarán incluidas todas las viviendas con superficies útiles superiores a 160 m2.
La tabla siguiente muestra una relación de circuitos adicionales que hacen que la
vivienda sea considerada como de electrificación elevada.
Circuito
caso práctico inicial
Teniendo en cuenta que las dos
viviendas tienen previsión de sistemas domóticos y de seguridad,
aunque฀tengan฀menos฀de฀160฀m2,
se considerarán de electrificación
elevada con una potencia prevista
por฀vivienda฀de฀9฀200฀W.
a
Descripción
Nº máximo de
ptos. de uso
C6
Circuito adicional a C1฀por฀cada฀30฀puntos฀de฀luz
30
C7
Circuito adicional a C2฀por฀cada฀20฀tomas฀de฀corriente฀de฀uso฀
general,฀o฀si฀la฀superficie฀útil฀de฀la฀vivienda฀es฀mayor฀de฀160฀m2
20
C8
Circuito destinado a la instalación de calefacción eléctrica
cuando esté prevista su instalación
–
C9
Circuito destinado a la instalación de aire acondicionado
cuando esté prevista su instalación
–
C10
Circuito destinado a la instalación de una secadora individual
1
C11
Circuito destinado a la alimentación del sistema de automatización, gestión técnica de la energía y de seguridad
cuando esté prevista su instalación
–
C12
Circuitos adicionales de cualquiera de los circuitos C3 ó C4. O,
también, circuito adicional a C5฀cuando฀se฀excedan฀las฀6฀tomas
–
Tabla 6.2.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cálculo de instalaciones de enlace y puesta a tierra
169
La potencia asignada para cada grado de electrificación y la intensidad del Interruptor General Automático (IGA) a instalar se muestran en la siguiente tabla,
según el apartado 2 de la ITC-BT-10:
Electrificación
BÁSICA
ELEVADA
a
Potencia (W)
IGA (A)
5฀750
25
7฀360
32
9฀200
40
11฀500
50
14฀490
63
Tabla 6.3.
saber más
La previsión de carga en viviendas con grado de electrificación
básico podría ser cualquier valor
entre฀5฀750฀W฀y฀9฀199฀W,฀y฀para฀
viviendas con grado de electrificación elevado฀entre฀9฀200฀W฀
a฀14฀490฀W.฀Sin฀embargo,฀en฀la฀
práctica, esta previsión está condicionada por el calibre del interruptor general automático general (IGA), utilizándose los valores
que฀se฀muestran฀en฀la฀tabla฀6.3.
1.2. Cálculo de previsión de cargas de un edificio
Para el cálculo de la previsión de cargas de un edificio, se utiliza la siguiente
ecuación:
PTOTAL = PV + PSG + PG + PLC
Donde:
•฀ PTOTAL. Potencia total prevista del edificio.
recuerda
El valor del IGA vendrá determinado por la potencia prevista, y
el ICP (Interruptor de Control de
Potencia) vendrá determinado
por la potencia contratada por el
usuario.
•฀ PV. Potencia total prevista para el conjunto de viviendas del edificio teniendo
en cuenta los coeficientes de simultaneidad y el grado de electrificación de
cada una.
•฀ PSG. Potencia prevista para los servicios comunes del edificio de viviendas.
•฀ PG. Potencia prevista para el garaje, si se encuentra disponible en la edificación.
•฀ PLC. Potencia prevista para el local comercial, si se encuentra disponible en la
edificación.
1.3. Cálculo de la previsión de potencia de viviendas
del edificio
El cálculo de la previsión de potencia para el conjunto de viviendas se obtiene
a partir del número de viviendas n y de la potencia prevista de cada vivienda
(electrificación básica o elevada). Se obtiene realizando la media aritmética
multiplicada por el coeficiente de simultaneidad Cs indicado en la tabla del
margen.
(PBásica · nBásica) + (PElevada · nElevada)
· CS
PV =
n
[
]
n – 21
CS = 15,3 +
2
Cuando haya discriminación horaria, el coeficiente de simultaneidad es igual
al número de viviendas (Cs = n). En consecuencia, la potencia prevista para las
viviendas será la suma de las potencias previstas para cada vivienda.
En el caso de disponer de viviendas con y sin discriminación horaria, se procederá
a realizar el cálculo por separado con diferentes coeficientes de simultaneidad, y
la potencia prevista de las viviendas será la suma de ambos resultados.
n
Cs
n
Cs
1
1
12
9,9
2
2
13
10,6
3
3
14
11,3
4
3,8
15
11,9
5
4,6
16
12,5
6
5,4
17
13,1
7
6,2
18
13,7
8
7
19
14,3
9
7,8
20
14,8
10
8,5
21
15,3
11
9,2
>21
↓↓
a Tabla 6.4. Coeficiente de simultaneidad según ITC-BT-10.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 6
170
1.4. Cálculo de la previsión de potencia de servicios
comunes del edificio
La carga prevista para servicios generales es la suma de la potencia prevista en
ascensores, aparatos elevadores, centrales de calor y frío, grupos de presión, alumbrado del portal, caja de escalera y espacios comunes, además de todo el servicio
eléctrico general del edificio sin aplicar ningún factor de corrección (factor de
simultaneidad igual a la unidad).
Se utiliza la siguiente ecuación:
PSC = PALUM + PGP + PTEL + PASC + POTROS
Donde:
recuerda
Para el cálculo de la potencia de
alumbrado hay que tener en cuenta un factor de corrección (según
la ITC-BT-44) para lámparas de
descarga de 1,8. Es decir, hay que
multiplicar la potencia de alumbrado por este factor de corrección.
•฀ PALUM. Potencia prevista para las instalaciones de alumbrado de zonas comunes. Si se desconocen los puntos de utilización, se pueden utilizar los valores
de la siguiente tabla como referencia. Por ejemplo, para iluminar una superficie
para zonas comunes de 120 m2 con iluminación fluorescente, se obtiene una
potencia prevista de 1 200 W (utilizando 10 W/m2).
Alumbrado
espacios
comunes:
portal, escalera
y trasteros
Alumbrado
caja
de escalera
Alumbrado
ornamental
del portal
Iluminación incandescente
15฀ó฀20฀W/m2
7 W/m2
25฀W/m2
Iluminación fluorescente
8฀ó฀10฀W/m2
4 W/m2
10฀W/m2
20฀W/m2
Iluminación halógena
a
saber más
Se instalará grupo de presión
cuando la presión de la red no llegue hasta la última planta.
Para el cálculo de la presión mínima, se puede utilizar la siguiente
ecuación suponiendo una altura
entre plantas de 3 m:
P = nº planta · 3 + 9
Medido en metros de columna de
agua m.d.c.a.
•฀ PGP. Potencia prevista para grupos de presión en el caso de que se vayan a instalar. Es preferible conocer el grupo y la potencia necesaria del equipo; si no,
se puede recurrir a las normas básicas para el cálculo de los grupos de presión
para alimentación de viviendas editado por el Ministerio de Industria según el
BOE número 11 de fecha 13 de enero de 1976. Un valor de referencia se puede
obtener en función del número de grifos y del número de plantas. A efectos
de cálculo, se pueden considerar 17 tomas por vivienda. La siguiente tabla
muestra la potencia (kW) de los grupos de presión en cada caso. Por ejemplo,
para una finca de 3 plantas con 4 viviendas por planta (12 viviendas) con un
total de 204 grifos estimados, tras consultar la siguiente tabla se obtiene una
potencia prevista de 1 kW.
recuerda
La potencia del grupo de presión
se suele dar en caballos (CV).
1฀CV฀=฀736฀kW
Tabla 6.5.
a
Nº de plantas edificio de viviendas
Nº total
de grifos
1a4
5 a 10
11 a 15
16 a 20
150
1
1
1
1
300
1
1
2
2
450
1
2
4
4
900
2
4
6
6
1฀800
2
4
6
9
3฀500
4
6
9
11
Tabla 6.6.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cálculo de instalaciones de enlace y puesta a tierra
171
• PTEL. Potencia prevista para la alimentación de los equipos en instalaciones
de infraestructuras comunes de telecomunicación. Se puede considerar una
potencia prevista de 5 750 W. En el anexo 3 del reglamento de infraestructuras
comunes de telecomunicaciones (RICT del 2011), se establecen los dispositivos mínimos que se deben incluir para alimentar los servicios de telecomunicación desde el cuadro de servicios generales.
caso práctico inicial
La previsión de carga para servicios comunes: iluminación, ascensor, telecomunicaciones, etc. de la
pequeña finca es de 8 kW.
• PASC. Potencia prevista para el ascensor a instalar. Es preferible conocer los
datos; si no se conocen, se pueden utilizar los valores indicados por la norma
NTE-ITA del Ministerio de Fomento. Dichos valores se resumen en la siguiente tabla:
a
Equipo
Carga
(Kg)
Nº
personas
Velocidad
(m/s)
Potencia
(kW)
ITA-1
400
5
0,63
4,5
ITA-2
400
5
1,00
7,5
ITA-3
630
8
1,00
11,5
ITA-4
630
8
1,60
18,5
ITA-5
1 000
13
1,60
29,5
ITA-6
1 000
13
2,50
46,0
ITA-7
1 600
21
2,50
73,5
ITA-8
1 600
21
3,50
103,0
Para el cálculo de la potencia del
ascensor hay que tener en cuenta
un factor de corrección, según la
ITC-BT-47, para motores de elevación y transporte de 1,3. Es decir,
hay que multiplicar la potencia del
motor del ascensor por este factor
de corrección.
Tabla 6.7.
• POTROS. Potencia prevista en el caso de disponer de servicios comunes de forma
centralizada para: calefacción, aire acondicionado o piscina comunitaria (para
equipos de depuración y limpieza). Si no se dispone de los datos de los equipos
eléctricos a instalar, en el caso de que la piscina sea climatizada se debe calcular
con la carga real previamente diseñada, se pueden utilizar como referencia los
valores de la siguiente tabla:
Instalación
a
recuerda
Potencia
Depuradora
8 W/m3
Calefacción directa
40 W/m2
Calefacción por acumulación
80 W/m2
Aire acondicionado
10 W/m2
recuerda
Para el cálculo de la potencia en
donde se requieran varios motores (grupo de presión, depuradora, etc.), hay que tener en cuenta
un factor de corrección, según la
ITC-BT-47, para varios motores de
1,25 para el de mayor potencia. Es
decir, hay que multiplicar la potencia del motor de mayor potencia
por este factor de corrección.
Tabla 6.8.
ACTIVIDADES
1. Calcular la previsión de carga de un edificio de 40 viviendas de 120 m2 sin previsión de incorporar ningún
equipo especial.
2. Calcular la previsión de carga de un edificio de 20 viviendas de electrificación básica con discriminación horaria.
3. Calcular la previsión de carga de un edifico con 15 viviendas de electrificación elevada y 20 de electrificación
básica.
4. Buscar información para saber a partir de qué potencia prevista se requerirá instalar un centro de transformación en un edificio de viviendas.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 6
172
Por ejemplo, para un edificio que dispone de 4 plantas con un total de 16 viviendas, un ascensor ITA-1 (según tabla 6.7 se toma una potencia de 4,5 kW),
una instalación para servicios de telecomunicaciones (5,75 kW), un grupo de
presión (con 16 viviendas a 17 tomas de media se dispone de 272 tomas o grifos
que, según la tabla 6.6, requiere una potencia de 1 kW) y un espacio a iluminar
con fluorescentes para zonas comunes (escalera, trasteros, etc.) de 50 m2 (según
la tabla 6.5 se obtiene una potencia prevista de 0,5 kW). Finalmente, tendrá una
previsión de potencia para servicios generales de 11,75 kW.
1.5. Cálculo de la previsión de potencia de un garaje
en un edificio de viviendas
recuerda
En el cálculo de la previsión de
potencia de un garaje, local
comercial u oficinas en un edificio
de viviendas, habrá que considerar
un coeficiente de simultaneidad CS
de 1 a una tensión de alimentación฀de฀230฀V.
Para el cálculo de la previsión de carga para el garaje, en el caso de que no se conozcan los equipos concretos a instalar, se pueden realizar los cálculos utilizando
una potencia prevista según los valores indicados en la norma ITC-BT-10. Según
lo anterior, se calculará en función de la superficie del garaje, con un valor mínimo de 3 450W.
Lo anterior aparece en la siguiente tabla:
También se tendrán en cuenta
estas consideraciones para edificios comerciales, de oficinas y en
industrias.
a
Instalación
Potencia
Ventilación natural
10฀W/m2
Ventilación forzada
20฀W/m2
Valor mínimo
3฀450฀W
Tabla 6.9.
Por ejemplo, a un garaje de 100 m2 con ventilación natural le corresponde una
potencia prevista de 1 kW. Como este valor es inferior al mínimo, entonces se
escoge una potencia prevista de 3,45 kW.
1.6. Cálculo de la previsión de potencia de locales
comerciales en un edificio de viviendas
Para la potencia de locales, bajos comerciales y/o oficinas, dentro del edificio de
viviendas, se realizará una previsión, según ITC-BT-10, de 100 W/m2 con una
potencia mínima de 3 450W.
PV
+
Por ejemplo, a un local de 35 m2 le corresponde una potencia prevista de 3,5 kW
que es un valor superior a la potencia mínima.
PSC
+
1.7. Cálculos en edificios comerciales, de oficinas,
de una industria o concentración de industrias
PG
Para la potencia de locales, bajos comerciales, oficinas, edificios de oficinas o
industriales, el tratamiento es similar al de los edificios de viviendas, teniendo
que prever las siguientes cargas: servicios generales, ascensores y montacargas,
alumbrado de zonas comunes (almacén, estancia para el conserje, etc.), bombas
de presión, calefacción, aire acondicionado, etc.
+
PLC
=
PTOTAL
Figura 6.1. Cálculo de la previsión de potencia de un edificio de
viviendas.
a
Para el cálculo de la previsión de cargas, se puede recurrir a los valores indicados
en la norma ITC-BT-10, aquí se establece una potencia en función de la superficie del edificio y de las plantas, así como la potencia mínima a tener en cuenta
para realizar los cálculos.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cálculo de instalaciones de enlace y puesta a tierra
173
La siguiente tabla muestra los valores recomendados en la ITC-BT-10:
Edificios de oficinas
o comerciales
Edificios industriales
100฀W/m2 y planta
125฀W/m2 y planta
3฀450฀W
10฀350฀W
Previsión de potencia
Mínimo
a
Tabla 6.10.
1.8. Suministro eléctrico monofásico
Las empresas distribuidoras estarán obligadas, si así lo solicita el cliente, a efectuar
el suministro que permita el funcionamiento de cualquier receptor monofásico
de potencia igual o inferior a 5 750 W (a 230 V) hasta un suministro de potencia
máximo total de 14 490 W (a 230 V).
caso práctico inicial
EJEMPLO
Cálculo de la potencia demandada por un edificio de viviendas con las
siguientes características:
La potencia total de la previsión
tendrá en cuenta:
PV = 18,4 kW
PSC = 8 kW
•฀ 4 viviendas de grado electrificación básico.
PLC฀=฀60฀m2฀·฀100฀W/m2฀=฀6฀kW
•฀ 5฀viviendas฀de฀grado฀electrificación฀elevado.
•฀ 6฀viviendas฀de฀grado฀de฀electrificación฀elevada฀con฀discriminación฀horaria฀y฀
potencia unitaria 12 kW.
•฀ 2฀locales฀comerciales฀de฀25฀m2.
•฀ Garaje฀con฀ventilación฀natural฀de฀120฀m2.
PTOTAL = 32,4kW
El alumbrado del garaje ya se ha
incluido en servicios comunes, y
como hay ventilación natural, no
se considera mayor potencia.
Los servicios generales del edificio son:
•฀ 14฀tubos฀fluorescentes฀de฀36฀W฀c/u.
•฀ 1฀ascensor฀de฀6฀CV.
•฀ 1 bomba de agua de 3 CV.
Solución:
Como se dispone de viviendas con discriminación horaria y sin discriminación,
hay que realizar el cálculo por separado porque los coeficientes de simultaneidad son distintos.
a) El primer paso es calcular la previsión de cargas de las viviendas.
Para viviendas sin discriminación horaria:
PVSIN =
PVSIN =
[
[
]
(PBásica · nBásica) + (PElevada · nElevada)
· CS
n
]
(9฀200฀·฀5)฀+฀(5฀750฀·฀4)
฀·฀7,8฀=฀59฀800฀W
9
Para viviendas con discriminación horaria:
PVCON =
(PElevada · nElevada)
(12฀000฀·฀6)
· nCON DISCR =
฀·฀6฀=฀72฀000฀W
nCON DISCR
6
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 6
174
El total para las viviendas:
PVSIN = PVSIN + PVCON฀=฀59฀800฀+฀72฀000฀=฀131฀800฀W
b) El segundo paso es calcular la previsión de cargas de servicios comunes,
donde se incluyen los factores de corrección y la conversión a vatios en los
motores utilizados.
Queda:
PALUM฀=฀Cantidad฀·฀pot.฀uni.฀·฀factor฀corr฀=฀14฀·฀36฀·฀1,8฀=฀907฀W
PGP฀=฀Cantidad฀·฀pot.฀uni.฀·฀factor฀corr฀=฀1฀·฀3฀·฀736฀·฀1,25฀=฀2฀760฀W
PASC฀=฀Cantidad฀·฀pot.฀uni.฀·฀factor฀corr฀·฀fc฀=฀1฀·฀6฀·฀736฀·฀1,3฀=฀5฀741฀W
Finalmente:
PSC = PALUM + PGP + PASC฀=฀9฀408฀W
c) El tercer paso es calcular la previsión de carga del garaje. Como es ventilación฀natural฀se฀utiliza฀10฀W/m2:
PG = SG฀·฀10฀=฀120฀·฀10฀=฀1฀200฀W฀⇒฀3฀450฀W฀(mínimo)
d) El cuarto paso es calcular la previsión de carga de los locales comerciales.
Como฀son฀iguales฀se฀calcula฀uno,฀para฀ello฀se฀utiliza฀el฀valor฀100฀W/m2:
PL = SLC฀·฀100฀=฀25฀·฀100฀=฀2฀500฀W฀⇒฀3฀450฀W฀(mínimo)
PLC = nº locales · PL฀=฀2฀·฀3฀450฀=฀6฀900฀W
e) El quinto y último paso es calcular la potencia total prevista del edificio:
PTOTAL = PV + PSC + PG + PLC฀=฀151฀558฀W
ACTIVIDADES
5.฀Calcular฀la฀previsión฀de฀potencia฀demandada฀por฀un฀edificio฀de฀viviendas฀y฀locales฀comerciales฀de:฀10฀viviendas฀
de฀grado฀de฀electrificación฀básica,฀8฀viviendas฀de฀grado฀de฀electrificación฀elevada฀de฀9฀200฀W,฀4฀viviendas฀de฀
grado฀de฀electrificación฀elevada฀de฀14฀490W,฀un฀ascensor฀de฀5฀plazas,฀una฀iluminación฀de฀100฀m2 de zonas
comunes฀con฀fluorescentes,฀un฀garaje฀subterráneo฀de฀300฀m2 (ventilación forzada) y un espacio para un local
comercial฀de฀40฀m2.
6.฀Considerando฀que฀una฀vivienda฀de฀electrificación฀básica฀tiene฀una฀previsión฀de฀carga฀de฀5฀750฀W฀y฀que฀le฀corresponde฀un฀IGA฀de฀25฀A,฀el฀valor฀máximo฀que฀se฀acepta฀contratar฀por฀el฀usuario฀es฀aquel฀en฀el฀que฀el฀calibre฀
del ICP sea igual o inferior al calibre del IGA. Si las potencias normalizadas que permite contratar la empresa
suministradora฀son฀para฀un฀suministro฀monofásico฀a฀230฀V:฀3฀450฀W,฀4฀600฀W,฀5฀750฀W,฀6฀900฀W,฀9฀200฀W,฀
10฀350฀W,฀11฀500฀W฀y฀14฀490฀W,฀justifica฀la฀respuesta฀calculando฀el฀calibre฀del฀ICP฀para฀cada฀potencia฀contratada.
7. A partir en las ecuaciones mostradas en el apartado 1, construir una hoja de cálculo que facilite el proceso de
cálculo de la previsión de cargas de un edificio en función del número de viviendas y de su electrificación. Después, ampliarla con la posibilidad de añadir servicios comunes y, finalmente, añadir la previsión para el garaje
y los locales comerciales.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cálculo de instalaciones de enlace y puesta a tierra
175
2. Estructura de las instalaciones
de enlace
2.1. Generalidades de las instalaciones de enlace
Las instalaciones de enlace se definen como el conjunto de elementos que van
desde la red de distribución de la empresa eléctrica hasta el inicio de las instalaciones interiores.
Las instalaciones de enlace están compuestas por los siguientes elementos:
• acometida,
• Caja General de Protección (CGP),
saber más
Las ITC-BT del REBT a tener en
cuenta para cada elemento de la
instalación de enlace son:
ITC-BT-13. Caja general de protección (CGP).
• Línea General de Alimentación (LGA),
ITC-BT-14. Línea general de alimentación (LGA).
• Centralización de contadores (CC),
ITC-BT-16. Elementos para la ubicación de contadores (CC).
• Derivación individual (DI),
• Caja de Interruptor de Control de potencia (ICP).
La instalación interior de la vivienda parte del cuadro general de mando y protección (CGMP), que empieza a partir del interruptor general automático (IGA),
la protección diferencial (ID) y la protección (magnetotérmicos) de cada uno de
los circuitos de la vivienda.
ITC-BT-13. Derivación individual
(DI).
ITC-BT-17. Caja para interruptor
de control de potencia (ICP).
ITC-BT-15. Dispositivos generales
de mando y protección (DGMP).
Para el estudio de las instalaciones de enlace destinadas principalmente a viviendas, es imprescindible el estudio de las instrucciones técnicas complementarias
del REBT (de la ITC-BT-10 a la 17). Cada una describe las particularidades a
tener en cuenta en cada elemento que constituye la instalación de enlace.
Estas instalaciones se situarán en lugares de uso común y quedarán como propiedad del usuario, el cual se responsabilizará de su conservación y mantenimiento.
El conjunto formado por la derivación individual y la instalación interior constituye la instalación privada.
2.2. Esquemas de las instalaciones de enlace
En la ITC-BT-12 se incluyen los esquemas básicos de conexionado de las instalaciones de enlace.
Local o vivienda de usuario
Se muestra en la figura 6.2 el esquema correspondiente a una instalación de enlace individual (proporciona suministro a un solo usuario o local). En este caso,
se podrá simplificar la instalación de enlace, puesto que coinciden en el mismo
lugar la CGP y el equipo de medida, por lo tanto no existe la LGA y el fusible de
seguridad (9) coincide con el fusible de la CGP.
En la figura 6.3 se muestra el esquema correspondiente a una instalación que
aprovecha la misma acometida hasta el CPM para el suministro de dos usuarios
o locales, por ejemplo, en viviendas unifamiliares adosadas. También es válido lo
indicado en el párrafo anterior para los fusibles de seguridad (9).
En la figura 6.4 se muestra el esquema correspondiente a un conjunto de usuarios
con los contadores centralizados en un lugar, por ejemplo, edificio de viviendas con una sola centralización de contadores. En este caso, se utiliza tanto en
edificación vertical como horizontal, aunque también puede ser destinado para
edificios comerciales, de oficinas, o para la concentración de industrias.
13
12
11
8
Wh
3b
10
9
2
1
6.2. Instalación de enlace
para un usuario.
a Figura
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 6
176
Los diagramas quedan:
Local o vivienda de usuario
notación
En los esquemas de IE aparece
una numeración que se especifica
a continuación:
Local o vivienda de usuario
13
13
1. Red de distribución.
2. Acometida.
12
3a. Caja general de protección
(CGP).
12
11
11
8
3b. Caja general de protección y
medida (CPM).
Wh
3b
4. Línea general de alimentación
(LGA).
10
Wh
9
9
2
฀ 5.฀ Interruptor฀general฀de฀alimentación.
1
฀ 6.฀ Caja฀de฀derivación.
7. Emplazamiento de contadores.
8
10
a
Figura 6.3. Instalación de enlace individual para dos usuarios con una acometida.
Viviendas de usuarios
8. Derivación individual (DI).
Locales de usuarios
9. Fusible de seguridad.
฀10.฀ Contador.
13
11. Caja para interruptor de control de potencia.
12
11
13
13
13
12
11
12
11
12
11
13
12
11
12. Dispositivos generales de
mando y protección.
13. Instalación interior.
8
8
caso práctico inicial
El esquema a utilizar sería como el
de฀la฀figura฀6.4,฀pero฀teniendo฀en฀
cuenta que se simplifica porque se
dispone de dos viviendas y de un
local.
La longitud de la LGA será de
10฀m฀(4),฀la฀longitud฀de฀las฀derivaciones฀individuales฀serán฀5,฀10฀
y฀20฀m฀(local฀y฀viviendas,฀respectivamente).
8
7
10
10
Wh
10
Wh
9
Wh
9
10
Wh
9
9
10
Wh
9
5
4
3a
2
1
a Figura 6.4. Instalación de enlace individual para varios usuarios con centralización de contadores.
ACTIVIDADES
8. Utilizando símbolos normalizados, realizar el esquema unifilar de una instalación de enlace para una sola vivienda dentro de un edificio con centralización de contadores en un solo lugar. Identificar cada una de las partes
que la constituyen.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cálculo de instalaciones de enlace y puesta a tierra
177
En la figura 6.5 se muestra el esquema utilizando varias centralizaciones de contadores. En este caso se utiliza una LGA que alimente a cada centralización de
contadores (este tipo de instalación se realiza cuando la previsión de cargas haga
aconsejable la centralización de contadores en más de un lugar o planta). Se
puede utilizar en instalaciones de viviendas en distribución horizontal o vertical,
en edificios comerciales o industriales, siendo también útil en agrupaciones de
viviendas en distribución horizontal dentro de un recinto.
Locales o viviendas de usuarios
Locales o viviendas
de usuarios
12
11
12
13
11
8
8
a Figura 6.6. Conector de perforación utilizado para la conexión de la
acometida a la red de distribución.
(Cortesía de Cahors Española S.A.).
12
13
11
12
13
11
10 10 10 10
13
7
12
4
Wh Wh Wh Wh
9
9
9
11
9
6
13
5
8
12
10
Wh Wh
9
6
10
7
11
13
9
5
Acometida
3a
2
CGP
o
CPM
1
a
Figura 6.5. Instalación de enlace individual con descentralización de contadores.
2.3. Elementos de la instalación de enlace
6.7. Ejemplo de acometida aérea con entrada a CGP o CPM.
a Figura
Acometida
Acometida
Entendemos como acometida a la parte de la instalación comprendida entre la
red de distribución pública y la caja general de protección del edificio (CGP), o
caja general de protección y medida (CPM) para una instalación de uno o dos
usuarios.
Según el trazado, la instalación y las características de la red de distribución, la
acometida podrá discurrir de forma aérea sobre fachada, aérea tensada sobre
poste, subterránea con entrada y salida en derivación o mixtas (una parte aérea
y otra subterránea).
Línea sobre fachada
6.8. Ejemplo de acometida con red de distribución sobre
fachada.
a Figura
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 6
178
Con carácter general, las acometidas se realizarán en trazados cortos con sistemas
de conexión adecuados, y se ubicarán en terreno de uso público a no ser que se
disponga de autorización, evitando el paso por patios interiores, garajes, jardines
privados, etc.
Los cables utilizados en la acometida serán aislados, de cobre o aluminio, y la
sección dependerá de la carga prevista del edificio, la tensión del suministro, la
caída de tensión máxima admisible y la intensidad máxima admisible para el tipo
del conductor (como mínimo será de la misma sección que la LGA).
Caja General de Protección y Medida (CPM)
Para el caso de uno o dos usuarios alimentados desde el mismo lugar, se concentra
en una misma caja el equipo de protección (fusibles) y el equipo de medida (contador) y no habrá LGA.
Una vez montadas, tendrán un grado de protección IP 43 e IK 09, su constitución
permitirá que sea precintable y los dispositivos de lectura estarán a una altura
entre 0,7 a 1,8 m.
a Figura 6.9. CPM suministro monofásico (izquierda) y CPM suministro trifásico (derecha). (Cortesía de Cahors Española S.A.).
Caja General de Protección (CGP)
Son las cajas que alojan los elementos de protección de las líneas generales de
alimentación. Una vez montadas, tendrán un grado de protección IP 43 e IK 08
y serán precintables.
En el caso de que el edificio albergue un centro de transformación (CT), se podrá utilizar el cuadro de baja tensión de dicho CT para la protección de la LGA,
haciendo la función de CGP.
Si la CGP se aloja en un nicho (o hueco), no se podrán alojar dos CGP en el
mismo, además se deberá disponer de una CGP por cada LGA.
Dentro de cada CGP se deben instalar los siguientes elementos: cortocircuitos
fusibles para las fases, una conexión amovible a la izquierda para el neutro (a
la izquierda de los cortocircuitos de las fases) y el borne de conexión a tierra si
procede.
La CGP señala el principio de la propiedad de las instalaciones del cliente, siendo
la caja y su contenido propiedad del mismo. Se colocará lo más próxima posible
a la red general de distribución y en terreno propiedad del cliente, excepto en
suministros públicos o eventuales.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cálculo de instalaciones de enlace y puesta a tierra
179
Su situación dependerá de por donde discurra la red a la cual se va a conectar:
•฀ Situación en redes subterráneas. Cuando la CGP sea para una sola finca, se
colocará empotrada en la fachada, zaguán abierto, linde o valle de parcela,
de modo que se acceda a ella directamente desde la vía pública. En el caso de
que en la finca exista un sólo cliente, la CGP contendrá también el equipo de
medida de energía, es decir, se utilizará una CPM.
•฀ Situación en redes aéreas posadas sobre fachada. Cuando la CGP sea para un
conjunto de clientes, se instalará sobre fachada o empotrada en la pared a una
altura aproximada de entre 3 y 4 m. Cuando sea para un solo cliente, se situará
empotrada sobre la fachada a una altura de 1,5 m, de forma que los equipos de
lectura queden a una altura de entre 0,7 m y 1,8 m (CPM). En los puntos del
recorrido de los conductores en los que la altura mínima al suelo sea inferior a
2,5 m, de acuerdo con lo prescrito en la ITC-BT-06, estos deberán estar protegidos mecánicamente mediante elementos adecuados (tubos, canaletas, etc.)
que garanticen un grado de protección mínimo IK-09.
•฀ Situación en redes aéreas tendidas sobre apoyos. Cuando la CGP sea para
un solo cliente, se situará empotrada sobre la fachada y contendrá el equipo
de medida, que se situará a 1,50 m, y a una altura aproximada de 3 m cuando
excepcionalmente no lo contenga. Si la CGP es para un conjunto de clientes,
se situará en la misma posición que para la red subterránea o posada, según la
planificación futura de la red general.
CGP
Acometida
Red subterránea
a Figura 6.10. CGP para redes subterráneas.
Red
CGP
Acometida
> 3m
Línea General de Alimentación (LGA)
La Línea General de Alimentación (LGA) enlaza la CGP con la centralización
de contadores (CC). En edificios de viviendas, comerciales e industriales, el trazado será lo más corto y rectilíneo posible, discurriendo por zonas de uso común,
no permitiéndose la reducción de sección de conductor (tanto en la fase como
en el neutro) ni tampoco la realización de empalmes o conexiones en todo su
recorrido. Se evitarán las curvas, los cambios de dirección y la influencia térmica
de otras canalizaciones del edificio. En los cruces y paralelismos con conductores
de agua y gas, las canalizaciones eléctricas discurrirán siempre por encima y a una
distancia, como mínimo, de 20 cm.
6.11. CGP con red de distribución sobre fachada.
a Figura
En viviendas de uno o dos usuarios, se enlazarán los fusibles de protección con el
equipo de medida, incluyéndose en una misma caja (CPM).
Según la ITC-BT-14 del REBT, los conductores de una LGA deberán cumplir:
•฀ Tener 3 fases más neutro.
•฀ El material será cobre o aluminio.
•฀ Ser cables unipolares y aislados con un nivel de aislamiento 0,6/1 kV.
•฀ Ser no propagadores de incendio, y con emisión de humos y opacidad reducida (RZ1 y DZ1).
•฀ La sección debe ser uniforme en todo su recorrido y sin empalmes con la excepción de las derivaciones realizadas en el interior de cajas para alimentación
de centralización de contadores. Dicha sección mínima será de 10 mm2 para
cobre y 16 mm2 para aluminio.
•฀ Para la selección del neutro se tendrá en cuenta el mayor desequilibrio que
pueda preverse, las corrientes armónicas y su comportamiento en función de
las protecciones establecidas ante las sobrecargas y cortocircuitos. En cualquier
caso no se admitirá una sección inferior al 50% de la sección de fase.
CGMP
DI
LGA
CGP
Acometida
CC
Figura 6.12. Localización de la
LGA y de la DI.
a
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 6
180
Además de lo indicado en el REBT, hay que tener en cuenta las normas establecidas por la empresa distribuidora. Por ejemplo, según el manual técnico de
Iberdrola en MT 2.80.12:
•฀ se utilizarán 2 y 4 cables unipolares,
•฀ la instalación debe ir entubada,
•฀ temperatura ambiente de 40 °C,
•฀ aislamiento de EPR o XLPE,
6.13. Interruptor general
de maniobra. (Cortesía de Cahors
Española S.A.).
a Figura
•฀ no propagador del incendio con emisión de humo y opacidad reducida según
ITC-BT-14.
En consecuencia, los fabricantes nos indican un tipo de cable para la LGA,
teniendo en cuenta lo indicado por las compañías distribuidoras y el REBT. Ese
cable es el RZ1-K (AS).
Centralización de Contadores (CC)
Los contadores y demás dispositivos para la medida de energía eléctrica, podrán
ser ubicados en: módulos, paneles o armarios (para ello deben cumplir la norma
UNE-EN 60.439 partes 1, 2 y 3) con grado de protección IP40 e IK09 para instalaciones de interior, y con grado de protección IP43 e IK09 para instalaciones
de exterior.
a Figura
6.14. Contador digital. (Cortesía de Cahors Española S.A.).
Se debe permitir de forma directa la lectura de los contadores e interruptores
horarios, así como de todos los dispositivos de medida que sean necesarios.
Una centralización está formada por varias unidades funcionales (UF) apiladas,
formando una o varias columnas. Cada una de estas unidades funcionales se destina a un fin específico.
•฀ UF de interruptor general de maniobra (E). Su función es desconectar toda la
instalación en caso de necesidad. Es obligatoria en concentraciones de más de dos
contadores. La corriente le llega a través de la línea general de alimentación (8).
saber más
Para la selección del interruptor
general de maniobra de la centralización, se tendrá en cuenta:
•฀ Mínimo฀de฀160฀A฀hasta฀previsión฀de฀potencia฀de฀90฀kW.
•฀ Mínimo฀de฀250฀A฀para฀previsión฀
de฀potencia฀de฀90฀a฀150฀kW.
•฀ UF de embarrado general (D) y fusibles de seguridad (C). Dispondrá de una
protección aislante que evite contactos accidentales con el embarrado general
al acceder a los fusibles de seguridad (7).
•฀ UF de medida (B). Contiene los contadores (6), interruptores horarios (4) y/o
dispositivos de mando para la medida de la energía eléctrica. También puede
colocarse un módulo de protección y medida para los servicios generales (F).
•฀ UF de mando (opcional). Contiene los dispositivos de mando para el cambio
de tarifa de cada suministro.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cálculo de instalaciones de enlace y puesta a tierra
181
•฀ UF de embarrado de protección y bornes de salida (A). Contiene el embarrado de protección (2) y los bornes (9) donde se conectarán los cables de cada
derivación individual (1). Puede alojar ICP de reenganche automático (3).
Desde este módulo parte la línea de enlace con tierra (5).
•฀ UF de telecomunicaciones (opcional). En este módulo se podrá alojar el equipo de comunicación y adquisición de datos.
9
1
2
3
A
4
5
6
B
Figura 6.16. Centralización de
contadores modulares. (Cortesía
de Cahors Española S.A.).
a
F
7
C
E
8
a
D
Figura 6.15. Unidades funcionales en una centralización de contadores.
Derivación Individual (DI)
La Derivación Individual (DI) parte de LGA y suministra energía eléctrica a una
instalación de usuario. La DI se inicia en el embarrado y comprende: fusibles de
seguridad, conjunto de medidas, y los dispositivos de mando y protección.
Los conductores, según la ITC-BT-15 del REBT, tienen que cumplir:
•฀ Uso de conductores de cobre, unipolares y aislados.
•฀ Aislamiento 450/750 V y 0,6/1 kV si es enterrada o con multiconductores.
•฀ Sección mínima de 6 mm (fase, neutro y protección) y de 1,5 mm para el de
mando. No indica el material del conductor si se requieren secciones diferentes
para materiales distintos.
2
2
•฀ El conductor de neutro debe tener la misma sección que el de la fase. Si no,
hay desequilibrios o corrientes armónicas.
Además de lo indicado en el REBT hay que tener en cuenta las normas establecidas por la empresa distribuidora.
caso práctico inicial
La centralización de contadores
estará compuesta, como mínimo,
por la UF de interruptor de maniobra, la UF de embarrador, la UF
de medida (donde se incluirán los
contadores) y la UF de embarrado
de protección y bornes de salida
(de ahí parte la alimentación a
cada vivienda y local).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 6
182
saber más
Por ejemplo según el manual técnico de Iberdrola en MT 2.80.12:
Cuando la instalación vaya enterrada, solo se podrá utilizar el
cable de designación RZ1-K (AS).
El suministro podrá ser trifásico
o monofásico en función de la
potencia prevista, es decir, si la
potencia prevista supera el valor
de฀14฀490W,฀el฀suministro฀será฀
trifásico.
•฀ se utilizará cobre como conductor,
•฀ se utilizarán 2 y 4 unipolares,
•฀ instalación entubada,
•฀ temperatura ambiente de 40 °C,
•฀ aislamiento de Z1, EPR o XLPE,
•฀ uso de Z1: compuesto termoplástico a base de poliplefinas,
•฀ no propagador del incendio en emisión de humo y opacidad reducida, según
ITC-BT-14.
En consecuencia, los fabricantes señalan un tipo de cable para la DI, teniendo en
cuenta lo indicado por compañías distribuidoras y en el REBT. Estos cables son:
RZ1-K (AS), H07Z1-K (AS) y ES07Z1-K (AS).
Interruptor Control de Potencia (ICP) y Cuadro General de Mando
y Protección (CGMP)
El Interruptor de Control de Potencia (ICP) se instalará dentro de la vivienda del
usuario en una caja separada de las protecciones incluidas en el Cuadro General
de Mando y Protección (CGMP), esto es debido a que el calibre del ICP viene
determinado por la potencia contratada por el usuario, y por ello deberá ser sellado por un técnico de la compañía suministradora. Su funcionamiento consiste
en disparar cuando el consumo de la vivienda sea superior al contratado por el
usuario. No se trata, por tanto, de un elemento de protección de la instalación o
protección de personas.
6.17. Caja para ICP con sello de la compañía suministradora.
a Figura
a Figura 6.18. Caja para ICP integrada junto al CGMP con sello de
la compañía suministradora.
El CGMP incluirá los dispositivos para proteger la instalación (magnetotérmicos) y las personas (diferencial/es). Se suele instalar a la entrada de la vivienda y
a continuación del ICP, a partir de este punto se considera interior de vivienda.
El CGMP estará compuesto por un interruptor general automático (magnetotérmico calibrado según la potencia prevista de la instalación), seguido de
la protección diferencial (instalándose uno por cada 5 circuitos mínimo, con
una sensibilidad de 30mA), después se encontrarán los circuitos que requiera
la vivienda, según sea de electrificación básica o elevada. Los calibres de los
magnetotérmicos utilizados para la protección de cada circuito vienen en la
ITC-BT-25, así como las secciones y diámetros de tubo mínimos a utilizar en el
interior de la vivienda.
ACTIVIDADES
9. Buscar información sobre fabricantes de cajas generales de protección, y su utilización en cada una de las
instalaciones vistas.
10. Buscar información sobre fabricantes de centralizaciones de contadores modulares.
11.฀Buscar฀información฀sobre฀fabricantes฀de฀cable฀y฀para฀qué฀recomiendan฀la฀designación฀H07Z1-K฀(AS)฀y฀
ES07Z1-K฀(AS).฀
a. En ambas designaciones cambian las siglas iniciales, ¿por qué?
b. Indicar qué significa dicha designación y cómo se ajusta para ser utilizado para la DI.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cálculo de instalaciones de enlace y puesta a tierra
183
3. Dimensionado de una instalación
de enlace
3.1. Fusible CGP
Al elegir el fusible hay que asegurarse de que, efectivamente, sirva de protección
contra sobrecargas en la línea general de alimentación. Según la norma UNE
20460-4-43, se considera que la intensidad nominal siempre será superior a 16 A
y, en consecuencia, la intensidad de fusión del fusible es de 1,6 veces la intensidad
nominal IN tal y como se muestra en la siguiente ecuación:
Ib ≤ IN ≤ 0,91 · IZ
Donde:
•฀ Ib. Corriente de diseño del circuito. Dependerá de la potencia prevista para el
edificio.
Figura 6.19. Fusible de cuchilla
para instalar en CGP. (Cortesía de
Siba Fuses).
a
•฀ IN. Corriente nominal del fusible, tipo gG, valor mínimo de 63 A.
•฀ IZ. Intensidad máxima admisible del conductor según la norma UNE 20-460-5-523.
Los fusibles que principalmente se usan son de tipo gG, que se corresponden con
fusibles de cuchilla NH. En la siguiente tabla se muestran los valores de intensidad nominal de los fusibles utilizados, así como su tamaño.
Fusibles
Tamaño (talla)
IN (A)
00
10-16-25-32-40-50-63-80-100-125-160
0
32-40-50-63-80-100-125-160
1
63-80-100-125-160-200-250
2
160-200-250-315-355-400
3
315-355-400-500-630
Tipo Cuchilla NH
a
saber más
Las siglas gG de los fusibles indican que son de protección de uso
general, sirven tanto para sobrecargas como para cortocircuitos.
Tabla 6.11.
Una vez escogido el calibre del fusible, se debe verificar que la temperatura del
conductor del cable TC no supere la temperatura máxima admisible del aislamiento del cable TAIS, para ello se puede utilizar la siguiente ecuación para el cálculo
de la temperatura real que alcanza un conductor:
TC = T0 + (TAIS – T0) ·
Ib
IZ
2
()
Donde:
•฀ T0. Temperatura ambiente (40 °C para instalación al aire y 25 °C para instalación enterrada).
•฀ TAIS. Temperatura máxima que soporta el aislamiento (70 °C para PVC y Z1
y 90 °C para EPR y XLPE).
Por ejemplo, la temperatura que alcanzará un cable con aislamiento de PVC en
instalación enterrada, teniendo en cuenta que por él circula una corriente de
100 A y que su intensidad máxima admisible es de 117 A, es de:
100
TC = 25 + (70 – 25) ·
117
[
2
( )]
= 57,87 °C
saber más
Cálculo de I b en función de la
potencia prevista (PTOTAL para LGA
y PVIVIENDA para DI) para suministro
monofásico:
Ib =
PV
U · cosϕ
Y para suministro trifásico:
Ib =
–
PV
√3 · U · cosϕ
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 6
184
Sección
del
conductor
mm2
Intensidad
cortocircuito
admisible IS (A)
EPR
XLPE
Z1
10
709
514
16
1 133
822
25
1 772
1฀285
50
3฀544
2฀571
95
6฀733
4฀886
150
10฀630
7 714
240
17฀000
12 343
6.12. Valores de IS.
a Tabla
Otras condiciones para que el fusible proteja contra cortocircuitos son:
IS > If5s
If5 < ICC
Donde:
•฀ IS. Intensidad máxima admisible durante 5 segundos. Se calcula en función de
la sección de la línea y de la constante K (115 para Z1, 143 para EPR o XLPE).
Según la norma UNE 20-460-4-43 para tiempos no superiores a 5 s se utiliza
la siguiente ecuación.
IS =
S⋅K
t
•฀ If5S. Intensidad mínima de fusión de un fusible en un tiempo igual o inferior a
5 s. Sus valores vienen fijados en la UNE EN 60269/1 (para fusibles de clase gG).
•฀ ICC. Intensidad en cortocircuito. En la guía técnica del REBT se admite que en
caso de cortocircuito, la tensión en el inicio de las instalaciones puede considerarse como 0,8 veces la tensión de suministro monofásico. Puede utilizarse
la siguiente ecuación:
0,8 · Uf
ICC =
RT
Donde Uf es la tensión entre fase y neutro, y RT es la suma de las resistencias de
los conductores entre la CGP y el punto considerado en el que se desea calcular
el cortocircuito. La resistencia del conductor depende de: la conductividad (ρ)
a una temperatura de 20 °C (para el cobre es 0,018 Ω ·mm2/m), la longitud
desde la CGP (L) y la sección del conductor (S). Queda lo siguiente:
R=
ρ20 °C · L
S
La intensidad en cortocircuito más desfavorable se producirá en el caso de
defecto fase-neutro. En consecuencia, tomando como referencia la sección
del conductor y el calibre del fusible, se calcula la longitud máxima en metros
para circuitos protegidos contra cortocircuitos por fusibles de la clase gG. Los
valores obtenidos se muestran en la siguiente tabla considerando nulas la impedancia de la red y de la acometida:
Conductor
(mm2)
Intensidad nominal del cortocircuitos fusible, IN (A)
Intensidad
nominal
fusible IN (A)
Intensidad
fusión If5S (A)
63
320
16
16
190
145
105
85
–
–
–
–
–
80
425
25
16
235
175
130
105
–
–
–
–
–
100
580
25
25
305
230
165
135
100
–
–
–
–
125
715
35
16
200
145
115
90
160
950
50
25
300
220
175
130
200
1฀250
70
35
310
250
180
140
105
250
1฀650
95
50
–
–
410
335
250
190
145
315
2฀200
400
2฀840
6.13. Intensidad de fusión
de fusibles gG para t ≤ 5 s.
a Tabla
a
Fase
Neutro
63
80
100
125
160
200
250
315
400
10
10
120
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
105
85
–
120
70
460
345
260
200
150
95
–
–
–
585
440
335
255
190
145
240
150
–
–
–
–
645
940
370
280
215
–
Tabla 6.14.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cálculo de instalaciones de enlace y puesta a tierra
185
3.2. Cálculo de las secciones de la LGA y la DI
Para calcular la sección, teniendo en cuenta el criterio de caída de tensión máxima según el REBT, en el caso monofásico (conocida la potencia) se utiliza la
siguiente ecuación:
2⋅L ⋅P
S=
γ⋅ e ⋅ U
Conductividad cobre (Cu)
Aislamiento
Tª
C
PVC
70฀ºC
48
XLPE o EPR
90฀ºC
44
Conductividad aluminio (Al)
Y para trifásica:
Aislamiento
S=
L⋅P
γ⋅ e ⋅ U
Tª
C
PVC
70฀ºC
30
XLPE o EPR
90฀ºC
28
a Tabla 6.15. Valores de la conductividad (m / Ω · mm2).
Donde:
•฀ S. Sección del conductor en mm2.
•฀ L. Longitud de la línea en metros.
•฀ P. Potencia en vatios. En el caso de la LGA es la previsión del edificio, y para
la DI es la previsión para la vivienda o local.
•฀ e. Caída de tensión en función de la tensión.
•฀ γ. Conductividad. Se tendrá en cuenta el tipo de material y la temperatura
máxima de servicio.
recuerda
El valor del cosϕ puede considerarse฀como฀0,9฀para฀LGA;฀y฀para฀DI,฀1฀
para฀suministro฀monofásico฀y฀0,8฀
para suministro trifásico.
•฀ U. Tensión de suministro en voltios. En el caso monofásico será de 230 V, en
el trifásico 400 V.
Caídas de tensión para un edificio con contadores totalmente centralizados
CGP
LGA
Acometida
CC Wh
0,5%
DI: 1%
Ins. Interior
3%
3% Alumb. 5%Fuerza si no son viviendas
Caídas de tensión para un edificio con centralizaciones parciales de contadores
caso práctico inicial
Como la previsión de potencia es
superior฀a฀14฀490฀W,฀la฀tensión฀de฀
suministro฀al฀edificio฀será฀de฀400฀V฀
trifásico, y la tensión de suministro a las viviendas y al local será
de฀230฀V.
La e฀de฀la฀LGA฀será฀del฀0,5%฀y฀de฀
las฀DI฀será฀del฀1%.
CC1-Wh
CGP2
LGA: 1%
Acometida
CC2-Wh
CGP1
DI: 0,5%
Ins. Interior
3%
Acometida
CC1: contadores centralizados en un lugar
CC2: contadores centralizados en más de un lugar
0,5%
LGA: 0,5%
DI: 1%
Ins. Interior
3%
CPM
Wh
3% Alumb. 5%Fuerza si no son viviendas
Caídas de tensión para instalación industrial con C.T. propio
Ins. Interior
3%
Acometida
DI: 1,5%
4,5% Alumb. 6,5%Fuerza
a
Figura 6.20. Caídas de tensión en edificios de viviendas y en edificios industriales.
Figura 6.21. Caídas de tensión
para una vivienda unifamiliar o
local.
a
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 6
186
caso práctico inicial
En nuestro caso:
Ib฀=฀52,02฀A
IN฀(fusible)฀=฀63฀A
Cable designación: RZ1-K para
LGA.
SLGA฀=฀10฀mm2
Cable฀designación฀ES07Z1฀para฀DI
SDI(LOCAL)฀=฀6฀mm2
SDI(VIVIENDAPLANTA2)฀=฀10฀mm2
Tubos empotrados en pared de
obra, tubos en
montaje superficial, canal protector y conductos cerrados de
obra de fábrica
a Tabla
Sección nominal del conductor (Cu) mm2
6
10
16
25
35
50
70
95
120
150
185
240
sm
36
50
66
84
104
–
–
–
–
–
–
–
st
32
44
59
77
96
117
149
180
208
236
268
315
6.16. Intensidades máximas ES07Z1 y H07Z1.
Tipo de instalación
Tubos empotrados en pared de
obra, tubos en
montaje superficial, canal protector y conductos cerrados de
obra de fábrica
Tubos enterrados
a Tabla
Para conocer la intensidad máxima admisible hay que tener en cuenta: el tipo
de instalación, la sección del conductor, la tensión de suministro y el tipo de
aislamiento, y con esos datos consultar las tablas del REBT en relación a las
normas correspondientes. Particularizando para los tipos de cable utilizados en la
instalación de enlace, se puede utilizar la tabla 6.16 para ES07Z1-K y H07Z1-K
(450/750 V), y la tabla 6.17 para RZ1-K (0,6/1 kV).
Es recomendable (no obligatorio) que la intensidad que circule por el circuito no
sea superior al 85% de la corriente máxima admisible del conductor (obtenida de
las siguientes tablas).
SDI(VIVIENDAPLANTA1)฀=฀6฀mm2
Tipo de instalación
Una vez se ha calculado la sección del conductor a utilizar para la LGA o DI,
hay que comprobar que la intensidad que circulará por los conductores en función de la previsión de potencia es inferior a la intensidad máxima admisible
por dicho conductor.
Sección nominal del conductor (Cu) mm2
6
10
16
25
35
50
70
95
120
150
185
240
sm
46
65
87
110
137
–
–
–
–
–
–
–
st
40
54
73
95
119
145
185
224
260
299
341
401
sm
53
70
91
116
140
–
–
–
–
–
–
–
st
44
58
75
96
117
138
170
202
230
260
291
336
6.17. Intensidades máximas RZ1-K.
En la tabla 6.16 no se incluye el tipo de instalación enterrada porque, en el caso de
que la DI tenga que ser enterrada, según la reglamentación hay que utilizar cable
RZ1-K. Sin embargo, sí se ha incluido el RZ1-K en la tabla 6.17 para tubos empotrados en pared, tubos en montaje superficial, canal protectora y conductos cerrados
de obra de fábrica, esto ocurre porque en este tipo de instalaciones la reglamentación permite la utilización de ambos tipos de cable para la DI: ES07Z1 o RZ1-K.
Por ejemplo, para una instalación enterrada de la LGA en un edificio con una
previsión de carga de 27 kW cuya intensidad es de 43,36 A (suministro trifásico),
se puede utilizar la sección mínima de 10 mm2, puesto que la intensidad máxima
admisible del cable (que según tabla 6.17 es de 60 A) es superior a 43,36 A.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cálculo de instalaciones de enlace y puesta a tierra
187
EJEMPLO
Un edificio destinado principalmente a viviendas tiene una potencia prevista de 120 kW, tensión trifásica de 400 V, cosϕ de 0,9 y dispone de única
centralización de contadores.
Calcular la sección de la LGA que irá desde la CGP hasta el cuarto de
contadores situado en la planta baja a una distancia de 20 m. La línea se
instalará en el interior de un tubo enterrado.
Calcular también el valor del fusible que se instalará en la CGP.
Solución:
1.฀Se฀calcula฀la฀caída฀de฀tensión฀máxima,฀caída฀del฀0,5%:
e=
0,5%฀·฀U
0,5฀·฀400
=
=2V
100
100
2. Intensidad a partir de la potencia prevista:
I=
P
120฀000
฀=฀192,67฀A
=
M3 · U · cosϕ 1,73฀·฀400฀·฀0,9
3. Cálculo de la sección del conductor:
P·L
125฀000฀·฀20
=
฀=฀68,18฀mm2
S=
γ·e·U
44฀·฀2฀·฀400
4. Elección del valor normalizado, comercial, y la comprobación de la intensidad
máxima฀admisible.฀Se฀utilizará฀una฀sección฀de฀120฀mm2 (IZ฀=฀230฀A)฀para฀tubo฀
enterrado si se sigue la recomendación Ib ≤฀85%฀IZ. Si no se siguiera dicha
recomendación,฀la฀sección฀sería฀120฀mm2 (IZ฀=฀202฀A).
5. Condición que tiene que cumplir para la elección del calibre del fusible para
SLGA฀=฀95฀mm2.
saber más
Para la selección de la sección del
conductor de neutro hay que tener
en cuenta que se escoge un valor
del฀50%฀de฀la฀correspondiente฀al฀
conductor de fase en la LGA, tal
como muestra la ITC-BT-14.
En el caso de la DI, como las secciones de fase suelen ser inferiores
a฀25฀mm2, se escoge un conductor
igual que el de la fase.
192,67฀A฀≤ IN ≤฀0,91฀·฀202฀A
192,67฀A฀≤ IN ≤ 183,82 A ⇒ NO SE CUMPLE
Como no se cumple, se llega a la conclusión que no se puede utilizar la sección฀de฀95฀mm2, por tanto, se toma el valor de sección siguiente, es decir,
120฀mm2,฀que฀tiene฀una฀intensidad฀máxima฀admisible฀de฀230฀A฀(también฀
cumple que Ib ≤฀85%฀IZ). Comprobamos:
192,67฀A฀≤ IN ≤฀0,91฀·฀245฀A
192,67฀A฀≤ IN ≤฀222,95฀A
Entonces฀se฀podría฀escoger฀un฀fusible฀para฀la฀CGP฀de฀200฀A.
6. De la tabla que determina IS extraemos su valor, que se calcula para una
sección฀de฀120฀mm2 y un aislamiento XLPE (K = 143).
IS =
S·K
120฀·฀143
=
฀=฀7฀674,18฀A
Mt
M5
7. De la tabla correspondiente se obtiene el valor para If5s฀de฀1฀250฀A฀para฀la฀
intensidad฀de฀fusión฀inferior฀o฀igual฀a฀5฀s.฀Este฀valor฀debe฀ser฀inferior฀al฀obtenido en el paso anterior (IS > If5s).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 6
188
8. De la tabla correspondiente se obtiene que la longitud máxima para un
fusible฀de฀200฀A฀y฀una฀sección฀de฀120฀mm2฀es฀de฀260฀m,฀valor฀superior฀a฀
los฀20฀m฀de฀la฀instalación.
9. Se puede comprobar que la temperatura máxima no es superior a la temperatura máxima del conductor según el aislamiento.
[ (
TC฀=฀25฀+฀ 65฀·฀
192,67
230
2
)]
฀=฀70,61฀°C
La temperatura es inferior a la temperatura máxima del aislamiento XLPE
de฀90฀ºC.
10.฀Para฀la฀sección฀de฀neutro฀se฀puede฀utilizar฀70฀mm2฀(ver฀tabla฀6.14).
4. Instalaciones de puesta a tierra
en edificios
La instalación de puesta a tierra tiene la función de limitar la tensión que, con
respecto a tierra, puedan presentar en un momento dado todas las masas metálicas
de la instalación. Además, asegura la activación de las protecciones diferenciales
y elimina el riesgo para personas ante una avería en un equipo o electrodoméstico.
4.1. Partes de una instalación de puesta a tierra
La instalación de puesta a tierra (PaT) 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 formada por un electrodo o grupos de electrodos enterrados en el suelo.
P: Canalización metálica
principal de agua
M: Masa
1
1: Conductor de protección
C: Elemento
conductor
B: Borne principal de tierra
3: Conductor de tierra o de línea de enlace
con el electrodo de puesta a tierra
T: Toma de tierra
a
Figura 6.22. Representación de un circuito de puesta a tierra.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cálculo de instalaciones de enlace y puesta a tierra
189
En la figura anterior se muestra una representación de la instalación de toma a
tierra (TT), así como de las partes que la constituyen. Todos los conductores de
protección de la instalación del edificio van conectados al borne de conexión
principal. Desde ese punto se parte con otro conductor denominado conductor de
tierra o línea de enlace con tierra que se conecta al borne del seccionador, que sirve
para separar la toma de tierra de la instalación, permitiendo desde este punto
realizar la medida de toma de tierra.
Borne principal de tierra
Puente
seccionador
Toma de tierra
4.2. Toma de tierra (TT)
La toma de tierra (TT) es la parte del circuito que deriva a tierra las corrientes de
falta o descargas de origen atmosférico.
La TT puede estar constituida por electrodos formados por:
•฀ barras, tubos, picas,
a Figura 6.23. Seccionador de tierra. (Cortesía de Sofomel).
•฀ pletinas, cintas,
•฀ un conductor desnudo,
•฀ placas,
•฀ anillos o mallas metálicas enterradas constituidas por los elementos anteriores,
•฀ armaduras de hormigón enterradas, excepto las pretensadas,
Se prohíbe utilizar como TT canalizaciones de gas, agua, calefacción, etc. Se
permite como toma de tierra (previa autorización) envolturas de plomo y otras
envolventes de cables no deteriorables fácilmente.
Los electrodos deben estar enterrados a una profundidad superior a 50 cm, medidos
desde la parte superior del mismo. Para clavar con mayor facilidad las picas, estas
tendrán un extremo acabado en punta, incluso algunas van provistas de puntas
aceradas. Para enterrarlas se utiliza una maza o un martillo percutor (principalmente neumático), este último es empleado preferiblemente para picas de más de
3 m. Al instalar las placas, será necesaria la excavación previa del hueco o surco
donde se alojarán las planchas y, más tarde, su posterior relleno, por tanto este
método es más costoso y puede ser sustituido por una agrupación de electrodos.
Figura 6.24. Picas. (Cortesía de
Sofomel).
a
En la siguiente tabla se muestran los valores mínimos, según la guía técnica del
REBT en su ITC-BT-18, para las características de los elementos que son utilizados en la TT:
Tipo de electrodo
Dimensión mínima
∅ ≥ 14,2 mm (acero-cobre)
Barras
Picas
∅ ≥฀20฀mm฀(acero฀galvanizado)
Perfiles
Espesor ≥฀5฀mm฀y฀sección฀≥฀350฀mm2
Tubos
∅ext ≥฀30฀mm฀y฀espesor฀≥ 3 mm
Deberá medirse desde
la parte superior del mismo
≥ 0,50 m
1 m ×฀0,5฀m
Rectangular
Espesor ≥ 2 mm (cobre)
Espesor ≥ 3 mm (acero galvanizado)
Placas
Zonas con riesgo
continuado de heladas
0,80 m
1m×1m
Espesor ≥ 2 mm (cobre)
Cuadrada
Espesor ≥ 3 mm (acero galvanizado)
Conductor desnudo
a Tabla
6.18. Dimensiones mínimas para puesta a tierra.
35฀mm2 Cu
a Figura
6.25. Profundidad.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 6
190
4.3. Conductor de protección (CP)
SF ≤฀16฀mm2
SCP = SF (*)
16฀< SF ≤฀35฀mm2
SCP = SF
SF >฀35฀mm2
SCP = SF /2
(*) S CP฀ =฀ 2,5฀ mm si no forma parte de la canalización, y
4 mm2 si no disponen de protección mecánica.
2
a Tabla 6.19. Sección del CP (S
) en
CP
función de sección de la fase (SF).
Se consideran conductores de protección (CP) a todos los conductores de unión
de las masas a la puesta a tierra a través del borne principal. Se podrán utilizar
cables multipolares o unipolares, desnudos o aislados, que formen parte o no de
una canalización.
Si un conductor de protección es común a varios circuitos, la sección de ese
conductor debe medirse en función de la mayor sección de los conductores de
fase. En consecuencia, no es obligatorio tender un conductor de protección
por cada uno de los circuitos independientes que formen parte de una misma
canalización.
Las masas de los equipos a unir con los conductores de protección no deben ser
conectadas en serie en un circuito de protección.
4.4. Línea de enlace con tierra
caso práctico inicial
Como la sección de la LGA es de
10฀mm2, la línea de enlace con
tierra tendra un valor mínimo de
25฀mm2.
La línea de enlace con tierra es la formada por los conductores que unen la tierra
(electrodo/s, anillo o ambas) con el punto de puesta a tierra de la instalación,
lugar en donde se instala el seccionador de puesta a tierra.
Se suele utilizar cable desnudo de cobre, que es el mismo que se utiliza en la instalación de la toma de tierra para unir las picas o, directamente, en la toma de tierra
del edificio. Tiene que ser un valor mínimo de 25 mm2 en cobre y no protegido
contra la corrosión. Para el cálculo o selección de la sección a utilizar, se toma
como referencia la sección de la LGA.
4.5. Puesta a tierra de un edificio
En edificación nueva se establecerá obligatoriamente una puesta a tierra de protección compuesta por un cable rígido de cobre desnudo de 35 mm2 de sección
mínima instalado en el fondo de las zanjas de cimentación. Este cable formará un
anillo cerrado en todo el perímetro de la obra. A este anillo podrán conectarse
electrodos verticales (picas) cuando sea preciso para disminuir la resistencia de
tierra.
Si la construcción es de varios edificios próximos, se procurará unir los anillos
entre sí, y a este anillo o electrodo se conectará la estructura metálica del edificio.
Conductor
Cu 35 mm2
Pica
a
Pica
Figura 6.26. Toma de tierra de un edificio.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cálculo de instalaciones de enlace y puesta a tierra
191
La unión entre el conductor desnudo y la pica se hará mediante soldadura aluminotérmica o autógena. Según guía técnica del REBT en la ITC-BT-26, se admiten
grapas de conexión.
a Figura 6.28. Grapas de conexión
del conductor a la pica.
a
Figura 6.27. Soldadura aluminotérmica. (Cortesía de Apliweld).
Para la conexión del cableado de protección a la toma de tierra, se sitúan varios
puntos de puesta a tierra (en donde instalará el seccionador). Generalmente, se
situarán: en los patios de luces destinados a cocinas y cuartos de aseo, (también
en edificios ya existentes tras una reforma o rehabilitación), cerca de la centralización de contadores, en la base de las estructuras metálicas de los ascensores
o montacargas, en el punto de ubicación de la CGP, en cualquier local donde
se prevea la instalación de elementos destinados a servicios generales o especiales (antenas o parrayos), etc.
Seccionador
Punto de puesta a tierra
Cerca de la
centralización
de contadores
En la base de las
estructuras metálicas
de los ascensores
En la ubicación
de la CGP
En la reforma
o rehabilitación
de edificios
existente:
en los patios
de luces
caso práctico inicial
Para la línea principal se escoge la
sección฀mínima฀de฀16฀mm2, que es
la sección del conductor que llega
a la centralización de contadores.
De la centralización salen 3 derivaciones (2 viviendas y 1 local), la
sección de las líneas secundarias
serán de la misma sección que la
DI. Al local y a la vivienda de la
planta฀1฀una฀sección฀de฀6฀mm2, y
para la vivienda de la planta 2 una
sección฀de฀10฀mm2.
En cualquier local donde
se prevea la instalación
de elementos destinados
a servicios generales
o especiales
a
Figura 6.29. Puntos de puesta a tierra en un edificio.
4.6. Línea de tierra principal y secundaria en un edificio
La línea principal de tierra va desde el punto de puesta a tierra hasta el embarrado
de protección en la centralización de contadores, de ahí parte la línea secundaria
de tierra (denominada también derivaciones de la línea principal), que se distribuye
junto a la DI hasta cada vivienda (discurriendo en la misma canalización).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 6
192
Para la selección de la sección a utilizar, se utiliza la tabla 6.19, tomando como
referencia la sección de la LGA para la línea principal con un mínimo de 16 mm2,
y como referencia la sección de la DI para la línea secundaria.
Derivación
a Figura
Centralización
Contadores
6.30. Puntos de puesta a
tierra.
Línea principal de tierra
>16 mm2
saber más
El instrumento para medir la resistencia de puesta a tierra del edificio y la resistividad del terreno es
el telurómetro.
Para la medida de puesta a tierra
se conecta un electrodo al punto
de conexión a tierra.
Línea de enlace
con tierra
≥ 25 mm2
Interior
de vivienda
Conductores
de protección
Punto de puesta a tierra
Cable rígido
de cobre desnudo
de 35 mm2 de sección
a
Figura 6.31. Línea principal y secundaria de una instalación de puesta a tierra.
4.7. Conductor equipotencial
El conductor equipotencial (CEP) sirve para asegurar a las partes conductoras
accesibles y a otros elementos conductores una conexión con el mismo potencial.
Se conectarán, por tanto, todas las canalizaciones metálicas (gas, agua, calefacción, etc.) para asegurar el mismo potencial que el de tierra.
La sección del CEP no será inferior a la mitad de la del conductor de protección
de mayor sección de la instalación, siendo la sección mínima de 2,5 mm2 en cobre.
CP: Conductores
de protección
saber más
CEP: Conductores de
equipotencialidad
El valor máximo de la resistencia
de tierra viene marcado por la
máxima tensión de contacto permitida Um = 24 V (ITC BT18) y la
sensibilidad del diferencial usado
para la protección (en viviendas,
Im฀=฀30฀mA).฀Con฀estos฀valores฀se฀
obtiene una RT฀de฀800฀Ω.
Como este valor es bastante elevado, la guía técnica del REBT de
la ITC-BT-18 indica que no deben
superarse: 37 Ω para un edificio
sin฀pararrayos,฀y฀15฀Ω para un edificio con pararrayos.
BT: Borne principal
de tierra
CT: Conductor
de tierra
Tubería metálica
agua
a
Masa
TT: Electrodos de
puesta a tierra
Figura 6.32. Resumen de las designaciones de conductores en una instalación de PaT.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cálculo de instalaciones de enlace y puesta a tierra
193
4.8. Cálculo de la toma de tierra
Según REBT, el valor de la resistencia de tierra será tal que cualquier masa no
pueda dar lugar a tensiones superiores a 24 V en local o emplazamiento conductor, y 50 V en los demás casos (Um). La corriente de fuga permitida vendrá
determinada por la sensibilidad del diferencial: 30 mA, 300 mA o 500 mA (Im).
Conociendo ambos valores, se calcula la resistencia máxima que puede tener la
toma de tierra (RT).
RT =
Um
Im
caso práctico inicial
Se utilizará conductor desnudo
de฀35฀mm2 en la toma de tierra.
Se dispone de un perímetro de
10฀×฀10฀m฀(100฀m2), aproximadamente,฀y฀unos฀40฀m฀de฀conductor con una resistencia a tierra de
80฀Ω. Por tanto, será necesario
instalar picas adicionales.
Conociendo el valor de RT y la resistencia que presenta cada uno de los sistemas de conexión a tierra, se puede obtener: el número de picas, el número
de placas y la longitud del cable desnudo de 35 mm2. La siguiente tabla ofrece
los datos:
RPL฀=฀0,8฀·฀(ρ/P)
Placa enterrada
Pica vertical
RPICA = ρ/L
Conductor enterrado horizontal
a
RC = 2 · (ρ/L)
Tabla 6.20.
Siendo:
R. Resistencia de tierra en Ω.
ρ. Resistividad del terreno en Ω·m.
P. Perímetro de la placa en metros.
L. Longitud de la pica o del conductor en metros.
Por otro lado, es conveniente definir los valores de la resistividad en función del
tipo de terreno. Estos valores pueden encontrarse en el REBT en la ITC-BT-18,
pero son aproximados, por tanto se recomienda hacer la medida en cada caso en
el momento más desfavorable (terreno seco).
Tipo de terreno
Terreno pantanoso
Terreno fangoso y arcilloso,
humus
Arena y terreno arenoso
Turba
Grava (húmeda)
Terreno pedregoso y rocoso
Hormigón: 1 parte cemento y
3 partes de arena
Hormigón: 1 parte cemento y
5฀partes฀de฀arena
a
Resistividad del terreno ρ [Ω·m]
Margen de valores
Valor medio
2-50
30
20-260
100
50-3฀000
200฀(húmedo)
>1฀200
200
50-3฀000
1฀000฀(húmedo)
100-8฀000
2฀000
50-300
150
saber más
Si se instalan varios elementos
para la toma de tierra, el valor
de la resistencia total se calculará
como si se asociarán los valores
resistivos en paralelo.
Por ejemplo, si además del cable
se instalarán piquetas, la resistencia total (RTOTAL) de tierra sería:
1
RTOTAL
=
1
RC
1
RPICA
Del mismo modo si utilizará varias
picas (nPICAS), la resistencia de tierra
de varias picas (RPICAS) se calcularía
como:
RPICAS =
RPICA
nPICAS
Sucedería igual con las placas:
RPLACAS =
100-8฀000
+
400
Tabla 6.21.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
RPL
nPLACAS
Unidad 6
194
Para un edificio se tiene en cuenta que se instalará un cable desnudo de cobre
que recorre el perímetro, y que será enterrado con la cimentación del mismo. Por
ejemplo, en la siguiente se muestra un croquis de la cimentación de un edificio
donde se muestra con una línea discontinua roja por donde se colocará el conductor desnudo de 35 mm2, pudiéndose calcular los metros de conductor que se van
a instalar, en este caso, 184 m. Lo que corresponde a una RT de 1,63 Ω para una
resistividad del terreno de 150 (hormigón). Dicha resistencia se corresponde con
un valor menor a 15 ó 37 Ω que son los valores mínimos indicados.
RC = 2
5,5
5,5
4
2,5
5
4
5,5
ρ 150
·
= 1,63 Ω
L 184
a
Figura 6.33. Cimentación y longitudes del cable de PaT.
EJEMPLO
Un edificio de viviendas posee las siguientes características:
•฀Línea฀general฀de฀alimentación:฀3฀× 95 mm2 + 1 × 50 mm2.
•฀Derivación฀individual฀viviendas:฀2฀× 10 mm2.
•฀Derivación฀individual฀bajo฀comercial:฀2฀× 25 mm2.
•฀Circuito฀interior:฀2฀× 2,5 mm2.
Calcular:
a) Las secciones de cada partes de una instalación de puesta a tierra.
b) Comprobar que la toma de tierra cumple el valor de resistencia de tierra para un edificio que dispone de pararrayos (15 Ω), para ello se ha
previsto enterrar en la cimentación 10 m de cable desnudo de 35 mm2
con 5 picas de 1,5 m.
c) Repetir el paso anterior, pero sustituyendo las 5 picas por una placa
de 0,5 × 0,5 m.
d) ¿Cuántos metros de cable se necesitarían si no se quieren utilizar picas
o placas?
Solución:
a) Tomando como referencia las secciones de la instalación de enlace, se calculan los valores de las secciones de la PaT:
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cálculo de instalaciones de enlace y puesta a tierra
•฀ Línea de enlace con tierra. Para฀secciones฀de฀fase฀mayores฀de฀35฀mm2, se
escoge como sección del conductor el valor normalizado inmediatamente
superior฀a฀la฀mitad฀de฀la฀sección฀de฀la฀LGA฀(95฀mm2),฀es฀decir,฀50฀mm2.
•฀ Línea principal de tierra. Se utilizará la misma sección que en la línea de
enlace฀con฀tierra,฀es฀decir,฀50฀mm2.
•฀ Línea secundaria derivación viviendas. Para secciones de fase inferiores a
16฀mm2,฀se฀utiliza฀la฀misma฀sección฀que฀en฀la฀fase฀de฀la฀DI,฀es฀decir,฀10฀mm2.
•฀ Línea secundaria derivación local comercial. Para secciones entre
16฀mm2฀y฀35฀mm2 de sección de fase de la DI, se toma un valor de sección
de฀16฀mm2.
•฀ Conductor de protección del circuito interior. Para secciones de fase
inferiores฀a฀16฀mm2, el conductor de protección utiliza la misma sección
que฀la฀fase฀del฀circuito,฀es฀decir,฀2,5฀mm2.
b)฀Se฀calcula฀la฀resistencia฀a฀tierra฀de฀los฀10฀m฀de฀conductor฀enterrado:
RC = 2 ·
ρ
150
=2·
฀=฀30฀Ω
L
10
฀ A฀continuación,฀se฀calcula฀la฀resistencia฀a฀tierra฀de฀las฀5฀picas฀de฀1,5฀m฀de฀
longitud, para ello se calcula la resistencia a tierra de 1 pica y después se
obtiene฀el฀de฀las฀5฀picas:
RPICA =
ρ
150
=
฀=฀100฀Ω
L
1,5
RPICAS =
RPICA
100฀Ω
=
฀=฀20฀Ω
5
nPICAS
Ahora, a partir de ambos valores, se calcula la resistencia total de tierra
mediante la asociación de resistencias en paralelo:
1
RTOTAL
=
1
1
1
1
5
+
=
+
=
⇒ RTOTAL = 12 Ω
RC
RPICAS
30
20
60
฀ El฀resultado฀obtenido฀es฀inferior฀a฀15฀Ω, por lo tanto lo cumple.
c)฀ La฀resistencia฀a฀tierra฀de฀los฀10฀m฀de฀conductor฀enterrado฀es฀de฀30฀Ω. A
continuación, se calcula la resistencia a tierra de la placa:
RPLACA฀=฀0,8฀
ρ
150
฀=฀0,8฀·฀
฀=฀60฀Ω
P
(0,5฀+฀0,5฀+฀0,5฀+฀0,5)
Ahora a partir de ambos valores se calcula la resistencia total de tierra
mediante la asociación de resistencias en paralelo:
1
RTOTAL
=
1
1
1
1
3
+
=
+
=
⇒ RTOTAL฀=฀20฀Ω
RC RPLACA 30
60
60
฀ El฀resultado฀obtenido฀es฀mayor฀que฀15฀Ω, por lo tanto no lo cumple. Habría
que instalar por lo menos 2 placas.
d) Para saber cuántos metros serán necesarios, hay que despejar de la ecuación
la longitud en metros, sabiendo que la resistencia a tierra del conductor
enterrado฀debe฀ser฀menor฀o฀igual฀a฀15฀Ω:
RC = 2 ·
ρ
ρ
150
⇒L=2·
=2·
฀=฀20฀m
L
RC
15
En฀consecuencia,฀con฀20฀m฀de฀cable฀se฀cumpliría฀la฀condición฀de฀una฀resistencia฀
a฀tierra฀de฀15฀w.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
195
Unidad 6
196
ACTIVIDADES FINALES
■฀ 1.฀ Calcular฀la฀previsión฀de฀carga฀para฀un฀edificio฀de฀4฀plantas.฀En฀las฀3฀primeras฀hay฀4฀viviendas฀de฀100฀m2
por฀planta฀y฀en฀la฀última฀planta฀hay฀2฀áticos฀de฀200฀m2 cada uno.
•฀ Las฀12฀viviendas฀de฀100฀m2 no se prevén con aire acondicionado o con sistema de calefacción eléctrica.
Tampoco habrá en la instalación de receptores especiales. Por tanto, se toma el grado de electrificación
básico฀con฀una฀previsión฀de฀carga฀de฀5฀750฀W฀por฀vivienda.
•฀ Para las dos viviendas del ático, aunque no tienen previsión de aire acondicionado o calefacción eléctrica,
al฀ser฀su฀superficie฀superior฀a฀160฀m2, se toma el grado de electrificación elevada con una previsión por
vivienda฀de฀9฀200฀W.
■฀ 2.฀ Calcular฀la฀previsión฀total฀de฀cargas฀de฀un฀edificio฀de฀cinco฀plantas฀y฀seis฀viviendas฀de฀50฀m2 por cada
planta sin calefacción eléctrica. En la planta baja existe una previsión de cuatro locales comerciales de
60฀m2฀cada฀uno.฀En฀los฀sótanos฀existen฀tres฀plantas฀(superficie฀de฀240฀m2) utilizados como garaje con ventilación forzada.
■ 3. Calcular la potencia total a prever en un solar en el que irá un edificio con las siguientes características:
•฀ 6฀plantas฀con฀5฀viviendas฀por฀planta฀con฀una฀superficie฀por฀vivienda฀de฀200฀m2.
•฀ Planta฀baja฀para฀supermercado฀de฀1฀000฀m2฀con฀una฀potencia฀total฀prevista฀de฀150฀000฀W.
•฀ Planta฀primera฀compuesta฀por฀doce฀oficinas฀de฀100฀m2 cada una.
•฀ 2฀plantas฀sótano฀para฀garajes฀de฀1฀050฀m2 cada una (ventilación forzada).
•฀ Zonas฀comunes฀(portal฀más฀rellanos฀de฀escaleras)฀de฀300฀m2 con iluminación fluorescente.
•฀ Ascensor฀(630฀Kg;฀8฀personas;฀1฀m/s).
•฀ Piscina฀de฀comunidad฀de฀400฀m3 de capacidad.
•฀ Alumbrado฀público฀con฀lámparas฀incandescentes฀(1฀100฀W).
■฀ 4.฀ Calcular฀la฀previsión฀de฀cargas฀de฀un฀edificio฀que฀dispone฀de฀4฀locales฀de฀160฀m2 en planta baja, 8 oficinas de
80฀m2฀en฀primera฀planta฀y฀8฀viviendas฀dúplex฀(plantas฀segunda฀y฀tercera)฀de฀165฀m2, equipadas con discriminación฀horaria.฀La฀potencia฀total฀de฀los฀servicios฀comunes฀es฀de฀15฀kW.
■฀ 5.฀ Calcular฀la฀sección฀de฀una฀DI฀con฀las฀siguientes฀características:
•฀ Para฀vivienda฀de฀electrificación฀básica฀de฀5฀750฀W฀y฀una฀longitud฀de฀30฀m.
•฀ Para฀vivienda฀de฀electrificación฀elevada฀de฀9฀200฀W฀y฀una฀longitud฀de฀30฀m.
■฀ 6.฀ En฀un฀edificio฀destinado฀a฀viviendas฀y฀locales฀comerciales฀está฀previsto฀una฀única฀centralización฀con฀una฀previsión฀de฀cargas฀de฀145฀kW฀que฀se฀alimentará฀por฀una฀LGA฀(Línea฀General฀de฀Alimentación).฀Dicha฀línea฀se฀
encuentra en el interior de un tubo enterrado bajo una zona ajardinada de usos comunes, y discurre desde
la฀caja฀general฀de฀protección฀hasta฀la฀centralización฀de฀contadores฀con฀una฀longitud฀de฀40฀m.฀Hallar:
a) Selección del tipo de cable.
b) Cálculo de la sección a utilizar para la LGA (considera la recomendación de que Ib <฀85%฀IZ).
c) Cálculo del fusible a instalar en la CGP (RDI฀=฀0,054฀Ω).
d) Repetir฀los฀pasos฀anteriores฀para฀una฀LGA฀con฀una฀previsión฀de฀carga฀de฀75฀kW฀y฀una฀longitud฀de฀10฀m.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cálculo de instalaciones de enlace y puesta a tierra
197
ACTIVIDADES FINALES
■ 7. Calcular los metros de cable necesarios para realizar una puesta a tierra en la que R T฀sea฀inferior฀a฀50฀Ω
(resistividad฀del฀terreno:฀1฀200฀Ω · m).
a) Verifique que dicho valor de RT฀es฀adecuado฀sabiendo฀que฀los฀diferenciales฀a฀emplear฀serán฀de฀300฀mA.
b) Indicar las características del electrodo a emplear y su forma de instalación.
■ 8. Se desea saber si con una placa de Cu (1 × 1 m) es suficiente para realizar la instalación de PaT de una nave
industrial฀donde฀los฀diferenciales฀a฀emplear฀son฀de฀500฀mA฀y฀la฀resistividad฀del฀terreno฀es฀de฀5฀000฀Ω · m.
Explicar y dibujar la forma de instalación de dicha placa.
■ 9. La siguiente figura representa un edificio destinado a viviendas. Realizar los siguientes cálculos:
a) Dibujar cómo se debería realizar la PaT, explicando qué material se debe utilizar como electrodo.
b) Indicar el número de puntos de PaT que se deben extraer al exterior y a qué irán destinados.
c) Explicar y dibujar las características de la línea principal de tierra y los conductores de protección utilizar,
teniendo฀en฀cuenta฀que฀la฀LGA฀tiene฀una฀sección฀de฀150฀mm2฀y฀las฀derivaciones฀individuales฀son฀de฀10฀mm2.
d) Verificar que con los metros de cable utilizado se obtiene una resistencia de tierra correcta. La resistividad
del฀terreno฀es฀de฀1฀200฀Ω · m.
30 m
15 m
15 m
10 m
10 m
5m
5m
10 m
a
Figura 6.34.
■฀10.฀ En฀una฀vivienda฀unifamiliar฀realizar฀los฀siguientes฀cálculos:
a) Realiza un croquis de puesta a tierra según el número de picas necesario (ρ฀=฀3฀200฀Ω · m).
b) Explicar qué material se debe utilizar como electrodo.
entra en internet
■ 11. Buscar información sobre fabricantes o distribuidores de cables y localizar los recomendados para instalaciones de enlace.
■ 12. Buscar equipos de soldadura aluminotérmica y todo el material a utilizar.
■ 13. Buscar información sobre los precios de los componentes empleados en instalaciones de enlace y en la
puesta a tierra.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 6
198
PRÁCTICA PROFESIONAL
HERRAMIENTAS
Medida de la resistividad
del terreno
•฀ Instrumento de medida de la
resistividad del terreno (ohmiometro)
•฀ 4 piquetas T y 4 bobinas de cable
(100฀m฀rojo,฀100฀m฀azul,฀
100฀m฀verde฀y฀30฀m฀negro)
OBJETIVO
•฀ 1฀devanadora฀de฀cable฀(10฀m฀verde)
Con esta práctica se pretende que el instalador sea capaz de realizar la medida
de resistividad del terreno y que se familiarice con el instrumento utilizado para
dicho fin. De este modo, el instalador debe ser capaz de utilizar los valores de
resistividad del terreno medidos para calcular la toma de tierra en lugar de
recurrir, directamente, a los valores indicados en las tablas de la ITC-BT-18 del
REBT. Además, en el mercado se dispone de instrumentos que sirven tanto
para la medida de resistencia de tierra como de resistividad del terreno y, por
lo tanto, el instalador debe ser capaz de realizar ambas tareas y de conocer
dichos instrumentos.
•฀ 5฀adaptadores฀conexión฀horquilla฀/฀
banana de 4 mm de diámetro
•฀ 1 mazo y 1 bolsa de transporte
MATERIAL
•฀ Manual de instrucciones
del instrumento
•฀ Hoja para anotar las medidas
CONOCIMIENTOS PREVIOS
La medida de resistividad permitirá:
•฀ elegir la ubicación y la forma de las tomas de tierra y de las redes de tierra antes de construirlas,
•฀ prever las características eléctricas de las tomas de tierra de las redes de tierra,
•฀ reducir los costes de construcción de las tomas de tierra y de las redes de tierra (ahorrando tiempo para conseguir
la resistencia de tierra deseada).
Se utiliza, por lo tanto, en un terreno en construcción o para los edificios de grandes dimensiones (o subestaciones
de distribución de energía) para los que resulta importante elegir con exactitud la mejor ubicación para las tomas
de tierra. El procedimiento más utilizado para la medida de la resistividad del terreno es el de los 4 electrodos, que
a su vez utiliza dos métodos: Wenner y Schlumberger.
Método Wenner. Para llevar a cabo este método, se necesitan 4 electrodos puestos en línea recta a la misma
distancia unos de otros. Entre los electrodos exteriores (terminales E y H) se inyecta una corriente alterna, y entre
los electrodos interiores (terminales S y ES) se mide la diferencia de potencial. A continuación, aplicando la Ley de
Ohm, se calcula la resistencia R y, en base a dicho valor, se calcula la resistividad ρW utilizando la ecuación que se
muestra en la figura siguiente.
ρW = 2 π · a · R
G
3a
ρ: resistividad en Ω · m en el punto
situado debajo del punto 0,
a una profundidad de h = 3a/4
V
a
a
a
a: base de medida en m
R: valor (en Ω) de la resistencia
leída en el ohmímetro de tierra
E(X)
ES(Xv)
S(Y)
H(Z)
Se recomienda una medida
con a = 4 m como mínimo
a/2
0
a
h = 3/4 a
Figura 6.35. Colocación de los electrodos en el método Wenner. (Cortesía de Chauvin Arnoux).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cálculo de instalaciones de enlace y puesta a tierra
199
Método Schlumberger. Este método se diferencia del método anterior en la distancia a la cual se sitúan los electrodos. Los electrodos interiores se colocarán a una distancia fija a, desplazando los electrodos exteriores una distancia d del centro. La inyección de corriente se realiza a través de los electrodos exteriores, efectuándose la medida
de tensión entre los electrodos interiores. A continuación, se calcula la resistividad ρW utilizando la ecuación que se
muestra en la figura siguiente.
G
2d
ρW =
V
d
E(X)
a
ES(Xv)
d
S(Y)
H(Z)
h = 3/4 a
0
a
π · (d2 – a2) · R
16
Figura 6.36. Colocación de los electrodos en el método Schlumberger. (Cortesía de Chauvin Arnoux).
En los métodos Wenner y Schlumberger se mide un valor de diferencia de potencial, pero en las ecuaciones se
muestra el valor de resistencia R. Para ello, el instrumento realiza de forma interna el cálculo aplicando la aplicación
de la ley de Ohm, ya que se conoce la corriente inyectada y la diferencia de potencial es la medida obtenida en cada
método.
DESARROLLO
Los pasos a seguir serán:
1. Clavar los cuatro electrodos a una distancia entre ellos de 4 m (método Wenner).
2. Medir la resistencia del terreno. Anotar los resultados.
3. Cambiar la colocación de los electrodos de forma perpendicular.
4. Medir la resistencia del terreno. Anotar los resultados.
5.฀Anotar฀las฀condiciones฀del฀terreno,฀por฀ejemplo,฀si฀el฀terreno฀está฀muy฀húmedo฀o฀seco.
6.฀Completar฀la฀siguiente฀tabla฀con฀las฀medidas฀realizadas:
Medida (Ω · m )
1ª medida
2ª medida
Resistencia del terreno
Condiciones del terreno
7. Anotar las conclusiones que se han obtenido tras la medida (valores altos o bajos, dificultad de manejo del equipo, comparación con las tablas del REBT, etc.).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 6
200
MUNDO TÉCNICO
Software para el cálculo de instalaciones de enlace
con Cypelec
Cypelec (Instalaciones eléctricas de baja tensión) está
concebido para atender las demandas de los profesionales que necesiten realizar de forma rápida y eficaz el
cálculo, comprobación y dimensionado de instalaciones eléctricas en baja tensión para viviendas, locales
comerciales, oficinas, instalaciones generales de edificación e industrias.
Realiza el proyecto eléctrico compuesto por: memoria, cálculos, pliego de condiciones, mediciones
y esquemas eléctricos, calculando el resultado más
adecuado, así como las comprobaciones de la normativa฀vigente฀(REBT฀2002).฀Además,฀selecciona฀en฀cada฀
caso el elemento o material óptimo, basándose en
una extensa biblioteca de los más importantes fabricantes: Siemens, Merlin Gerin, ABB, Legrand, Pirelli,
Miguélez, etc.
El diseño de la instalación de enlace se facilita mediante la utilización de un asistente de diseño, introduciendo de forma rápida y secuencial los datos
(grado de electrificación o superficie de vivienda, su-
a
perficie de locales y del garaje, etc.), que definen la
instalación.
La versión para estudiantes de Cypelec funciona del
mismo modo y con las mismas utilidades que Cypelec,
pero฀solamente฀se฀permiten฀10฀líneas฀finales฀de฀carga฀
y una potencia demandada por la instalación menor o
igual฀a฀100฀kW.฀Tiene฀un฀coste฀muy฀reducido฀en฀comparación de la versión completa. No permite incluir
módulos adicionales.
También hay disponible una versión para profesores,
estudiantes y usuarios que permite trabajar, libremente,
con todos los programas de cypelec (Cype ingenieros)
fuera฀del฀entorno฀y฀horario฀habitual,฀entre฀las฀22:00฀h฀
y฀las฀08:00฀h฀de฀lunes฀a฀viernes฀y฀durante฀todo฀el฀día฀los฀
sábados y los domingos. Necesita una conexión permanente a Internet de banda ancha y la selección de normativa depende del idioma elegido durante la instalación.
Más información en su página web: <http://versiones.
cype.es/>.
Figura 6.37. Pantallas del asistente de configuración. (Cortesía de Cype Ingenieros).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Cálculo de instalaciones de enlace y puesta a tierra
201
EN RESUMEN
CONFIGURACIÓN DE INSTALACIONES DE ENLACE
Previsión de carga de un edificio
Esquemas instalaciones de enlace
Dimensionado de la instalación
Calibre del fusible de la CGP
Sección LGA y DI
Instalación de puesta a tierra
Configuración de la puesta a tierra
EVALÚA TUS CONOCIMIENTOS
1. Una vivienda de 180 m2 será como mínimo de:
a. electrificación básica.
b. electrificación elevada.
c. Depende de la potencia contratada.
2. Una instalación de enlace no tendrá LGA:
Resuelve en tu cuaderno
o bloc de notas
4. A una sección de LGA de 95 mm2 enterrada bajo
tubo le corresponde una intensidad máxima admisible de:
a.฀245฀A.฀ ฀ ฀ b.฀224฀A.฀ ฀ ฀ c.฀180฀A.
5. Las secciones mínimas para la LGA y la DI son:
a.฀6฀mm2 las dos.
a.฀cuando฀la฀sección฀sea฀menor฀que฀10฀mm2.
b.฀10฀mm2 las dos.
b. cuando sea una instalación colectiva de vivienda,
puesto que cada vivienda tiene su propia LGA.
c.฀10฀mm2฀para฀LGA฀y฀6฀mm2 para DI.
c. para suministro eléctrico de una o dos viviendas.
3. Para el cálculo de previsión de potencias de un
edificio de viviendas, se utiliza un coeficiente de
simultaneidad de 1:
a. para viviendas de uso continuo.
b. si las viviendas tienen calefacción eléctrica.
c. si las viviendas tienen discriminación horaria.
6. ¿Qué pica tendrá mayor resistencia de tierra en
un mismo terreno?
a. Una de 1 m de longitud.
b.฀Una฀de฀1,5฀m฀de฀longitud.
c. Una de 2 m de longitud.
7. La potencia prevista de un local comercial de 20 m2
será de:
a.฀2฀000฀W.฀ ฀ ฀ b.฀3฀450W.฀ ฀ ฀ c.฀5฀450฀W.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
202
7
Unidad 7
Instalaciones de enlace.
Montaje y mantenimiento
vamos a conocer...
1. Documentación administrativa en instalaciones
de enlace
2. Instalación de la Caja General de Protección
(CGP)
3. Canalización, canaladura y caja de registro
4. Centralización de contadores, conexionado
y tarificación eléctrica
5. Mantenimiento y localización de averías en
las instalaciones de enlace
PRÁCTICA PROFESIONAL
Conexionado de contadores
MUNDO TÉCNICO
Contadores de energía para consumos
parciales
y al finalizar esta unidad...
Sabrás si la instalación requiere proyecto o
memoria técnica de diseño (MTD).
Sabrás cómo rellenar los datos sobre la
instalación de enlace en una MTD.
Seleccionarás entre CGP y CPM.
Conocerás la reglamentación relativa a la
ubicación de CGP y centralización de contadores.
Conocerás los tubos utilizados en la instalación
de enlace.
Seleccionarás el diámetro de las canalizaciones
y de la canaladura de la instalación de enlace.
Conocerás la reglamentación (REBT) sobre
canalizaciones, canaladura y tapas de registro.
Aprenderás cómo conectar contadores, así
como los conceptos básicos sobre tarificación.
Conocerás las tareas de mantenimiento de las
instalaciones de enlace.
Conocerás las averías más comunes de las
instalaciones de enlace.
Conocerás las técnicas de mantenimiento y de
localización de averías en la instalación de
enlace.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
203
CASO PRÁCTICO INICIAL
situación de partida
En el terreno que ocupaba una vieja casa familiar, se ha construido una pequeña finca de viviendas con la siguiente distribución:
la planta baja se destinará para la vivienda de los padres, las otras
dos plantas (1ª y 2ª) albergarán dos viviendas iguales para cada
uno de los hijos.
La potencia prevista para cada vivienda es de 9,2 kW, y la distancia desde donde se ha previsto la colocación de los contadores
hasta la caja general de mando y protección es de 8 m (para la
planta baja), 12 m (para la 1ª planta) y 18 m (para la 2ª planta).
No se prevé la instalación de garaje ni de bomba de presión, aunque
sí de un ascensor de potencia 4,5 kW. La iluminación de la escalera
se ha dimensionado para una potencia de 0,3 kW, y para la instalación de telecomunicaciones se estima una potencia de 5,75 W.
La acometida es tipo aérea sobre fachada, donde se montará,
también, la caja general de protección (CGP). La distancia desde
la CGP hasta los contadores es de 10 m.
Según lo indicado, y puesto que hay que instalar el ICP, se debe
realizar una previsión de la potencia a contratar. Tras una pequeña
charla con los propietarios, se decide la contratación de 5,75 kW
sin discriminación horaria para cada vivienda y de 3,45 kW para
los servicios comunes, todas con suministro monofásico. Por
deseo de los propietarios, se quiere tener la opción de poder contratar en un futuro tarifas con discriminación horaria, por lo que
la instalación debe dimensionarse para esta posibilidad.
Todas las canalizaciones de la instalación de enlace se realizarán
empotradas en obra.
estudio del caso
Antes de empezar a leer esta unidad de trabajo, puedes contestar las dos primeras preguntas. Después analiza cada
punto del tema con el objetivo de contestar el resto de preguntas de este caso práctico.
1. ¿Requiere la instalación del caso inicial proyecto o
memoria técnica de diseño?
2. ¿Qué caja general de protección debe elegirse?, ¿qué
esquema de conexionado debe tener?
3. ¿Qué secciones deben escogerse para los cables de la
instalación?
5. ¿Qué tubos deben escogerse y de qué diámetros?
6. ¿Qué ICP habrá que instalar si la potencia contratada
y prevista es distinta?
7. ¿Qué fusibles de protección habrá que escoger?
8. ¿Quién tiene que realizar la documentación para
legalizar la instalación eléctrica?
4. ¿Dónde se ubica la centralización de contadores?
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 7
204
1. Documentación administrativa
en instalaciones de enlace
1.1. Proyecto o memoria técnica
saber más
Puede consultarse el texto completo de las ITC utilizadas en la unidad,
así como las guías técnicas en la
página web de la secretaría general de industria y de la pequeña y
mediana empresa:
Al abordar la instalación de una instalación de enlace es necesario conocer cuándo se requiere de un proyecto o de una memoria técnica. Para saberlo habrá que
consultar la tabla del apartado 3.1 de la ITC-BT-04 del REBT. En la siguiente
tabla se muestran los tipos de instalación que requieren proyecto relacionados
con la instalación de enlace en función de la potencia prevista en la instalación.
Grupo
http://www.f2i2.net/legislacionseguridadindustrial/LegislacionNacional.aspx
caso práctico inicial
Al tratarse de una instalación de
un pequeño edificio de viviendas
con una potencia prevista inferior
a 100 kW y sin garaje, no hará falta centro de transformación, y será
necesario redactar una memoria
técnica de diseño.
a
Tipo de instalación
Límites
A
Industria en general
P > 20 kW
B
Locales húmedos, polvorientos o con riesgo de corrosión, y en bombas de extracción o elevación de agua
(industriales o no).
P > 10 kW
C
Locales mojados, generadores y convertidores, y conductores aislados para caldeo (excluyendo viviendas).
P > 10 kW
D
De carácter temporal para alimentación de maquinaria
de obras en construcción y en locales o emplazamientos
abiertos.
P > 50 kW
E
Edificios destinados principalmente a viviendas, locales
comerciales y oficinas, que no tengan la consideración
de locales de pública concurrencia, en edificación vertical u horizontal.
P > 100 kW
por CGP
F
Viviendas unifamiliares.
P > 50 kW
G
Garajes que requieren ventilación forzada.
Sin límite
H
Garajes que disponen de ventilación natural.
> 5 plazas
I
Locales de pública concurrencia.
Sin límite
Tabla 7.1. Instalaciones que requieren proyecto.
Por ejemplo, en un edificio cuya previsión de potencia sea de 75 kW se requerirá
MTD; por el contrario, si la potencia es de 125 kW se requerirá proyecto. Si se
trata de una vivienda unifamiliar de 15 kW requerirá MTD. En el caso de que
haya garaje con ventilación forzada, siempre se requerirá proyecto, pero si es con
ventilación natural, el límite lo determinará el número de plazas.
Si se realizan ampliaciones, las instalaciones requerirán proyecto en los siguientes
casos:
•฀ Ampliaciones de instalaciones de los tipos: b, c, g, i.
•฀ En instalaciones señaladas en la tabla 7.1 que no superan los límites establecidos, pero al realizar la ampliación sí que lo hacen.
•฀ En instalaciones señalas en la tabla 7.1 que requieren proyecto, si en una o
varias ampliaciones se supera el 50% de la potencia prevista en el proyecto
anterior.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Instalaciones de enlace. Montaje y mantenimiento
205
Si se efectúan modificaciones, los casos son.
saber más
•฀ En instalaciones pertenecientes a cualquiera de los grupos del cuadro anterior
siempre que requieran de una modificación de importancia.
En la Comunidad Valenciana se
puede acceder a la documentación a rellenar de la MTD de un
edificio de vivienda en la siguiente
dirección:
•฀ En el caso de que la instalación requiera más de un grupo de los especificados
en el cuadro anterior, se aplicará el criterio más exigente de los establecidos.
1.2. Estructura de la Mémoria Técnica de Diseño (MTD)
La Memoria Técnica de Diseño (MTD) se redactará sobre impresos, según modelo determinado por el órgano competente de la comunidad autónoma. Su objeto
es proporcionar los principales datos y características del diseño de las instalaciones. El instalador autorizado para la categoría de la instalación correspondiente o
el técnico titulado competente que firme dicha MTD, será el responsable de que
la misma se adapte a las exigencias reglamentarias.
Por ejemplo, en la siguiente figura se muestran los casilleros del apartado C-1
correspondiente a los datos de la CGP a completar en la MTD de un edificio de
viviendas. Al final de la unidad el instalador deberá ser capaz de completarlo. Se
puede observar que completando las casillas quedarán definidas las características
que tendrá la CGP a instalar, así como los cálculos realizados para la selección
del calibre del fusible. Si se continúa en el documento, los siguientes aparatados
a completar hacen referencia a la LGA y a la DI.
C-1
Entre la documentación relacionada con Instalaciones eléctricas de
baja tensión con memoria técnica de diseño, aparece un fichero,
denominado MEMTECDI que se
puede rellenar, siendo el punto C,
dentro de la memoria descriptiva,
el que corresponde con la instalación de enlace.
CAJA GENERAL DE PROTECCIÓN
EMPLAZAMIENTO
ACOMETIDA
AÉREA
ACOMETIDA
SUBTERRÁNEA
ESQUEMA NORMALIZADO TIPO
INTENSIDAD
NOMINAL
CGP
A
a
http://www.gva.es/portal/page/
portal/inicio/empresas/emp_sectores/emp_sec_industria/emp_
sec_ind_energia/emp_sec_ind_
en_energia_electrica
MONTAJE
SUPERFICIAL
INTENSIDAD
FUSIBLES
NICHO
EN
PARED
A
Figura 7.1. Punto C-1 de la MTD en la Comunidad Valenciana.
1.3. Estructura del proyecto
El proyecto es el conjunto de escritos, cálculos y dibujos que definen y determinan las exigencias técnicas y económicas de la instalación electrotécnica. Según
la estructura del proyecto, se puede distinguir entre proyecto formal y no formal.
Proyecto no formal
En este caso no es necesaria una forma específica de realización o estructura, son
generados dentro de empresas u organismos con una forma independiente no
generalizada. Este tipo de proyectos no necesitan la aprobación previa por parte
de la Administración.
Proyecto formal
Puesto que tienen un formato establecido (se verá a continuación), este tipo de
proyectos requieren para su aprobación pasar por un colegio profesional y/o, posteriormente, por el organismo administrativo oficial. A este tipo de proyecto se le
conoce como proyecto de ejecución porque contendrá los datos necesarios para que
la instalación quede definida técnica y económicamente, para que pueda ser ejecutada baja la dirección de un técnico competente (puede ser el autor o distinto).
La estructura de los proyectos formales se basa en la norma UNE 157001 (Criterios generales para la elaboración de proyectos).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 7
206
Según dicha norma, los documentos que constituyen un proyecto son:
saber más
Entre los documentos que forman
parte de un proyecto, se realiza la
distinción entre básicos y auxiliares, siendo los básicos los imprescindibles en cualquier proyecto.
Los básicos son: memoria, planos,
pliego de condiciones y presupuesto.
Los auxiliares son: índice general,
anexo, estado de mediciones y
estudios de entidad propia.
•฀ Memoria. Es una descripción de las necesidades a satisfacer, así como la justificación de la solución adoptada.
•฀ Planos. Esquemas y planos con suficiente detalle para que la obra quede perfectamente definida.
•฀ Pliego de condiciones. Incluye las condiciones técnicas, económicas, administrativas y legales que para el proyecto pueda materializarse en las condiciones
especificadas y evitar así posibles interpretaciones no deseadas.
•฀ Estado de mediciones. Define las unidades de partida o unidades de obra que
configuran la totalidad de la instalación, puede servir de base para la realización del presupuesto.
•฀ Presupuesto. Comprenderá las mediciones y los precios unitarios, es decir,
indicará lo que costará la ejecución de lo proyectado. Se distribuirá por partes,
con las distintas unidades constructivas o funcionales indicadas en el estado
de mediciones.
•฀ Estudios de entidad propia. Documentos que deben ser incluidos por exigencias legales, por ejemplo, prevención de riesgos laborales.
•฀ Anexos. Son documentos que desarrollan, justifican o aclaran apartados específicos de cualquier documento básico del proyecto, por ejemplo, los cálculos
justificativos.
recuerda
Se están utilizando siglas para
identificar cada una de las partes
de la instalación de enlace, tal
como se vio en la unidad anterior.
LGA. Línea General de Alimentación.
CC. Centralización de Contadores.
DI. Derivación Individual.
PaT. Instalación de Puesta a Tierra.
Así pues, en la memoria se incluirán las características que debe tener la instalación de enlace: si necesita centro de transformación, la situación de la CGP,
la sección de la LGA y de las DI, diámetros de las canalizaciones, etc. También
incluye la potencia prevista, la instalación de toma de tierra y las características
de la centralización de contadores.
Además, si se incluye el documento de cálculos justificativos, en este se
muestran las ecuaciones y parámetros para justificar la selección de las secciones de los conductores, los diámetros de las canalizaciones y los sistemas
de protección.
En el documento de pliego de condiciones se detallan las características de los
materiales a utilizar: conductores, tubos protectores, cajas de empalme y derivación, los aparatos de mando y protección, y los elementos de protección que
sean necesarios.
Otros documentos importantes a consultar por parte del instalador son los planos que incluirán la representación gráfica de toda la instalación eléctrica de la
vivienda. En este caso interesará consultar los datos de la instalación de enlace
(LGA, DI, CGP, PaT y CC). Sirve de gran ayuda al instalador porque en los
planos se incluye la información suficiente para la selección de los dispositivos
de control y protección, conductores y canalizaciones.
ACTIVIDADES
1. Realizar una búsqueda para encontrar la documentación a completar para la MTD de la comunidad autónoma
en la que resides. Localizar la sección o apartado a completar relativo a la instalación de enlace.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Instalaciones de enlace. Montaje y mantenimiento
207
2. Instalación de la Caja General
de Protección (CGP)
2.1. Ubicación CGP
La situación de la CGP se fijará de común acuerdo entre la propiedad y la empresa
distribuidora, aunque, en general, se instalará: en el límite de la propiedad sobre
fachada exterior (superficialmente o empotrada), en el interior de nichos o mechinales con puerta (en fachada, cerramiento o paramento de obra de fabrica), en
lugar de libre y fácil acceso, y donde se disponga de autorización de acceso desde
la vía pública.
recuerda
La elección de un tipo de CGP, tal y como se mencionó en la unidad anterior,
dependerá de cómo se conecte a través de la acometida a la red de distribución
(aérea o subterránea). Su colocación se ajustará a lo indicado en el REBT y en las
normas particulares de la empresa distribuidora a la cual se conecte. Por ejemplo,
en la tabla 7.2 se muestra un resumen tomando lo indicado en las principales
empresas distribuidoras.
recuerda
a
Tipo
acometida
REBT ITC-BT-12
MT2.80.12
Iberdrola
ES 0100.ES.RE.EIC
Unión Fenosa
Aérea
Entre 3 y 4 m.
Entre 3 y 4 m,
lo más baja posible.
Entre 3 y 4 m
desde el suelo.
Subterránea
A 30 cm
desde la parte inferior
de la caja.
No lo indica
(referencia al REBT).
Irá en un mechinal,
ubicándose entre
0,3 y 0,8 m del suelo.
Mechinal o hueco es un agujero
cuadrado, pequeña habitación o
cuarto muy reducido.
Se entiende por acceso libre y fácil
a la posibilidad de llegar a la CGP
sin necesidad de traspasar ningún
tipo de local o zona de acceso a
recintos privados.
caso práctico inicial
La acometida es aérea, entonces
se situará sobre la fachada a una
altura de entre 3 y 4 m.
Tabla 7.2. Distancias respecto al suelo de la CGP para un conjunto de clientes.
Si se coloca en un hueco o mechinal, las medidas que debe tener para alojar la
CGP se muestran en la tabla 7.3 en función del tipo de esquema de conexión y
del número de CGP a incluir en el hueco.
a
Tipo y número
de CGP
ALTO
(m)
ANCHO
(m)
FONDO
(m)
PUERTA
(Nº de hojas)
Alto x Ancho (m)
1 CGP esquemas 1-7-9
1,00
0,50
0,30
1 de 1 × 0,50
1 CGP esquemas 10-14
1,00
0,75
0,30
1 de 1 × 0,75
1 CGP esquemas 11-12
1,00
1,00
0,30
2 de 1 × 0,50
2 CGP esquemas 1-7-9
1,00
1,00
0,30
2 de 1 × 0,50
2 CGP esquemas 10-14
1,00
1,50
0,30
2 de 1 × 0,7
Nicho en pared
Cortocircuitos
fusibles
LGA
CGP
(IP43 o IK08)
precintable
Tabla 7.3. Tamaño del mechinal para CGP. (Cortesía de Unión Fenosa).
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. La puerta
exterior del hueco o nicho será preferiblemente metálica, de grado de protección
IK 10 y protegida contra la corrosión, y deberá disponer de cerradura o candado
normalizado por la empresa suministradora. La parte inferior de la misma se encontrará como mínimo a 30 cm del suelo.
> 0,3 m
Acometida subterránea
IK 10
a Figura 7.2. CGP en hueco o mechinal.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 7
208
2.2. Esquemas CGP
La representación de la CGP consiste en una serie de esquemas normalizados
que establece cómo se realizan las conexiones y por dónde se situarán la entrada
(acometida) y la salida (LGA). Los más comunes son los que se muestran en la
figura 7.3, siendo el CGP-1 para suministro monofásico y el resto para suministro
trifásico.
a Figura 7.4. Esquema CGP-7 BUC.
(Cortesía de Cahors).
El CGP-7 se utiliza cuando la CGP está ubicada sobre fachada con acometida aérea, la entrada y la salida se conectarán por debajo de la caja. El CGP-10 se utiliza
cuando la CGP está empotrada en obra con acometida subterránea, la entrada
de la acometida es por debajo y la LGA es por arriba. Si la acometida continua
subterránea a otra CGP, esta salida se realiza por debajo. El CGP 11 es similar al
CGP-10 pero cuando hay dos LGA, por ejemplo, si se trata de un esquema 11,
solo se podrá incluir una CGP dentro del mechinal o hueco.
Todos estos esquemas son los más comunes, sin embargo, existen otros, por ejemplo, el CGP-9, que tiene la entrada por debajo y la salida de LGA por arriba.
CGP-1
CGP-7
CGP-7
BUC
Figura 7.5. Esquema CGP-10
BUC. (Cortesía de Cahors).
a
CGP-10
BUC
a
CGP-11
BUC
Figura 7.3. Esquemas normalizados más comunes en la CGP.
En la tabla 7.4 se muestra la elección de la intensidad máxima admisible de base
de la CGP en función de la potencia prevista del edificio o vivienda, según lo
indicado en ITC-BT-10 (unidad anterior) y con un factor de potencia de 0,9. El
cálculo del fusible a colocar se vio en la unidad anterior y deberá ser inferior a
la intensidad máxima admisible de la base de la CGP. Si la potencia es superior
habrá que instalar varias CGP.
saber más
Las bases BUC en la CGP indican
que se trata de bases unipolares
cerradas con dispositivo extintor
de arco.
a
Intensidad nominal CGP (A)
Potencia máxima admisible (kW)
100
62
160
99
250
155
400
249
Tabla 7.4. Intensidad máxima de la base de la CGP.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Instalaciones de enlace. Montaje y mantenimiento
209
2.3. Selección de la CGP
Una vez conocidos todos los datos: acometida aérea o subterránea, si hay espacio
en la fachada, si hay transformador, la previsión de cargas del edificio, el calibre
del fusible y la sección de la LGA, habrá que elegir una CGP que se ajuste a las
necesidades.
Así pues, se muestran en la tabla 7.5 las más utilizadas, aunque no las únicas. Se
incluye la designación que identifica la CGP (ver tabla 7.6), el número de bases
que se incluyen en la CGP (1 es monofásico y 3 es trifásico), el tamaño de los fusibles a colocar (los de tipo 22 x 58 son cilíndricos y los de tipo 0 y 1 de cuchilla),
la intensidad máxima de la base (ver tabla 7.4), y su utilización (si se dice que es
para exterior, se está indicando que sirve para montaje en superficie; sin embargo,
si se dice que es para interior, se está diciendo que la CGP se instalará en un lugar
que esté protegida en su totalidad contra las inclemencias climáticas).
CORTACIRCUITOS FUSIBLES
DESIGNACIÓN
Bases
DE LA CGP
a
UTILIZACIÓN
Número
Tamaño
I máx. (A)
CGP-1-100/BUC
1
00 (BUC)
100
Ext.
CGP-7-100/BUC
3
00 (BUC)
100
Ext.
CGP-7-160/BUC
3
00 (BUC)
160
Ext.
CGP-7-250/BUC
3
1 (BUC)
250
Ext.o Int.
CGP-7-400/BUC
3
1 (BUC)
400
Ext.o Int.
CGP-9-250/BUC
3
1 (BUC)
250
Int.
CGP-9-400/BUC
3
2 (BUC)
400
Int.
CGP-10-250/BUC
3
1 (BUC)
250
Int.
CGP-11-250/250/BUC
3/3
1 (BUC)
250
Int.
Tabla 7.5. Selección de las CGP más utilizados.
Significado de las siglas
Designación
CGP
CGP-(1)-(2)/
BUC
Caja General
CGP-(1)-(2)/(3)/ de Protección
BUC
a
Fusibles
Algunos ejemplos de designación
de CGP son:
CGP-10-250/BUC: caja general de
protección equipada con un juego
de bases unipolares cerradas con
fusibles de máxima intensidad de
250 A y de tamaño 1. Utiliza un
esquema eléctrico 10.
CGP-11-250/250/BUC: caja general de protección equipada con un
juego de bases unipolares cerradas
con fusibles de máxima intensidad
de 250 A y de tamaño 1. Cuenta
con un segundo juego de 250 A
y utiliza un esquema eléctrico 11.
CGP-10-250/BUC, NI 76.50.1: se
ha incluido la referencia de la normativa de Iberdrola.
caso práctico inicial
La potencia prevista de la instalación es de 38,15 kW, según la
tabla 7.4 se puede utilizar CGP
con intensidad de base de 100A.
Intensidad máxima
del fusible
Además, como el suministro es trifásico, se instalará en el exterior (montaje superficial). Por otro lado, según
la compañía distribuidora, las bases
de los fusibles deben ser tipo BUC.
Intensidad máxima Intensidad máxidel fusible en el pri- ma del fusible en el
mer circuito
segundo circuito
Escojo, por tanto, una CGP con la
siguiente designación:
CGP-7-100/BUC
(1)
Esquema
Eléctrico
saber más
(2)
(3)
Tabla 7.6. Resumen de las designaciones de las CGP
2.4. La Caja de Protección y Medida (CPM)
Se utiliza la CPM en el caso de tener que suministrar solamente a un usuario,
independientemente de su potencia, o a dos usuarios, ambos de medida directa
desde un mismo punto. En estos casos, los fusibles de protección y los equipos de
medida se ubicarán en el interior de la misma envolvente (en la CPM).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 7
210
recuerda
Las CPM serán accesibles para su
manipulación y mantenimiento
por su parte frontal y, además,
serán precintables.
Los armarios o módulos utilizados
como CPM tendrán un grado de
protección IP43, IK10. En las CPM
de tipo modular el IK puede ser
obtenido mediante la protección
adicional de la puerta de acceso.
Dependiendo del tipo de envolvente seleccionada (modular o armario) y siempre en el límite de propiedad pública y privada, la ubicación de estos conjuntos
(CPM) se realizará en el interior de mechinales, sobre zócalos o empotrado en
muros de fachada o cerramiento. Serán instaladas de modo que el borde inferior
de los CPM se encuentre a una altura del suelo de
0,7 m, como mínimo, y su
cuadrante de lectura a 1,8 m, como máximo. Cuando la CPM sea alimentada por
acometida aérea, se instalará un tubo en montaje superficial, como protección
para los tramos de acometida aérea por debajo de los 2,5 m. También se puede
realizar empotrando bajo tubo hasta la CPM.
Designación
Significado de las siglas
1. Solo es apta para un contador monofásico.
(1)
saber más
3. Apta para dos contadores monofásicos.
trifásico
monofásico
Los fusibles de protección de la DI,
incluidos en la CPM o en la centralización de contadores, suelen ser
determinados por la empresa suministradora y tienen una tamaño de
22×58. En la siguiente tabla se
muestran algunos valores de referencia en función de la potencia.
a
2. Apta para un contador monofásico o trifásico.
Potencia
Fusible
3 kW
63 A
5 kW
63 A
8 kW
63 A
11 kW
100 A
13,9 kW
100 A
Potencia
Fusible
6,6 kW
63 A
9,9 kW
63 A
13,2 kW
63 A
16,5 kW
80 A
19,8 kW
80 A
(2)
CPM (1) - (2) (3) (4)
(3)
(4)
D. Equipada para un contador multitarifa (CE).
E. Equipada con contador-registrador (CG).
2. Equipada con contador monofásico.
4. Equipada con contador trifásico.
M. Equipo destinado a ser instalado en un empotramiento
en pared.
I. Equipo destinado a fijación a nivel de suelo sobre zócalo.
BP. Equipada con bloque de pruebas para medida directa.
a
Tabla 7.7. Resumen de las designaciones de la CPM. (Cortesía de Iberdrola).
Ejemplos de designación de CPM:
•฀ CPM 1 – D2-M: caja general de protección y medida equipada con contador
registrador monofásico para ser instalado empotrado en la pared.
•฀ CPM 3 – D2/2 M: caja general de protección y medida equipada con 2 contadores monofásicos multitarifa para instalación empotrada.
Las cajas normalizadas para suministros trifásicos (hasta 63 A) son: CPM1-D2-M,
CPM1-D2-I, CPM3-D2/2-M y CPM3-D2/2-M. En ellas se puede distinguir entre
1 o 2 contadores, con instalación empotable o a intemperie.
Las cajas normalizadas para suministros trifásicos (hasta 15 kW CE y 43,5 kW
CG en medida directa) son: CPM2-D/E4-M, CPM2-D/E4-I, CPM2-D/E4-MBP
y CMP2-D/E4-IBP.
Para suministros de intensidades desde 63 A hasta 300 A, se realiza la medida
indirecta mediante un transformador de intensidad, cambiando la designación
a CMT. Del mismo modo, la designación mostrada se basa en la normativa de
Iberdrola por lo que para otras empresas suministradoras habrá que consultar sus
normas particulares.
Tabla 7.8.
ACTIVIDADES
2. Buscar información para representar los esquemas CGP-8 y CGP-9 que no se muestran en la figura 7.3.
3. Adecuar la tabla 7.3 para la compañía distribuidora de tu zona, por ejemplo, Iberdrola.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Instalaciones de enlace. Montaje y mantenimiento
211
EJEMPLO
Se desea realizar la selección de una CGP para una pequeña finca de
pisos con las siguientes características: potencia prevista de 45 kW, fusible de 80 A con acometida aérea.
recuerda
La tendencia actual es utilizar todo
bases BUC en las CGP.
Consultando la tabla 7.4, se obtiene que la intensidad máxima de la base debe
ser 100 A, a continuación se observa la tabla 7.5 y se deduce que se puede
utilizar una CGP-7, es decir, un esquema 7.
En función de los datos se consultan las hojas de características de los distribuidores para que se adapten a los requisitos. En la figura 7.6 se muestran los datos
de la CGP elegida donde se muestra: tamaño, esquema eléctrico, características
constructivas, normas a las cuales se adecua y principales aplicaciones. El modelo que se muestra es adecuado a la normativa de Iberdrola.
a
Figura 7.6.
En la siguiente tabla se muestran los principales datos que habría que incluir en
la memoria técnica de diseño.
Emplazamiento
En Fachada
Acometida
Subterránea
Montaje
Superficial
Esquema
normalizado
Esquema 7
a
Aérea
X
Nicho
en pared
X
Intensidad
nominal CGP
100 A
Intensidad de
los fusibles
80 A
Tabla 7.9.
Podrá instalarse sobre pared o en el interior de un hueco en la pared (en ambos
casos será propiedad del cliente). En el caso de situarse a una altura comprendida entre 3 y 4 m (es preferible lo más baja posible), si la altura es inferior, la
CGP se alojara en el interior de un hueco cerrado con puerta. Las dimensiones
del hueco serán: 130×50×30 (alto × ancho × fondo) y la puerta será de 90×50
(alto × ancho). Se muestran ligeros cambios respecto a la tabla 7.3 porque los
valores mostrados corresponden a la normativa de Iberdrola.
saber más
Los fusibles que habrá que incluir
en la CGP serán de calibre 80 A de
tipo cuchilla NH y tamaño 00.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 7
212
3. Canalización, canaladura
y caja de registro
3.1. Introducción y designación de tubos
En el REBT ITC-BT 21 se clasifican los tubos según su naturaleza como: metálicos, no metálicos y tubos compuestos. A su vez, se establece otra clasificación:
sistemas de tubos rígidos (UNE-EN 50.086-2-1), sistemas de tubos curvables
(UNE-EN 50.086-2-2), sistemas de tubos flexibles (UNE-EN 50.086-2-3) y sistemas de tubos enterrados (UNE-EN 50.086-2-4).
De cada tipo puede decirse lo siguiente:
Figura 7.7. Tubo reforzado de doble capa (2321). (Cortesía de Aiscan).
a
Figura 7.8. Tubo para canalizaciones enterradas tipo ligero. (Cortesía
de Aiscan).
a
•฀ Los tubos rígidos son aquellos que requieren de técnicas especiales para su
curvado (tubos metálicos o de PVC), aunque para instalaciones superficiales
y cambios de dirección se puedan complementar con accesorios específicos
(curvas, derivaciones en T, etc.). Este tipo no se utiliza en sistemas empotrados.
•฀ Los tubos curvables son aquellos que pueden curvarse manualmente y no
están pensados para trabajar continuamente en movimiento. Este tipo se suele
utilizar empotrado o enterrado, es el utilizado principalmente en el interior de
una vivienda.
•฀ Los tubos flexibles están diseñados para soportar, a lo largo de su vida útil, un número elevado de operaciones de flexión, por ejemplo, es el caso de instalaciones
con partes móviles como máquinas. Este tipo es el utilizado en ámbito industrial
para comunicar el cuadro eléctrico con los distintos actuadores y/o motores.
La norma UNE-EN 61386-1 establece un código que identifica las características
mecánicas de los tubos (no enterrados). En el caso de canalizaciones empotradas
se utiliza el código 2221, y para sistemas embebidos en hormigón los códigos
2321/3321/3322. Este tipo de tubos se clasifican como no propagadores de llama.
Para canalizaciones enterradas (basadas en la norma UNE-EN 50086-2-4), se
utiliza la designación para indicar una resistencia a impacto ligero con resistencia
a la compresión de 250 N, o bien un uso normal con resistencia a la compresión
de 450 y 750 N. Según el tipo de recubrimiento, se establece la resistencia de
compresión mínima del tubo a utilizar: tubo en recubrimiento de arena (suelo
ligero, con resistencia a la compresión mínima de 450 N), tubo en recubrimiento
de hormigón (resistencia a la compresión mínima de 250 N) y tubo sin recubrimiento en terreno pedregoso (pesado con resistencia a la compresión mínima de
750 N). Este tipo de tubos no tienen que cumplir ninguna condición especial
respecto a la resistencia a la propagación de la llama.
saber más
Se considera suelo ligero al suelo
uniforme que no es pedregoso y
soporta cargas superiores ligeras,
por ejemplo, parques, jardines,
aceras, etc.
Se considera suelo pesado cuando el suelo es pedregoso y duro, y
soporta cargas superiores pesadas,
por ejemplo, calzadas, vías férreas,
etc.
Hay que tener en cuenta que cuando se coloca arena de relleno como recubrimiento de un tubo instalado en terreno pedregoso, este pasa a considerarse como
instalación de tubo con recubrimiento de arena, es decir, que se requiere una
resistencia a la compresión mínima de 450 N.
Cuando la LGA o la DI se van a instalar en tubos enterrados, se tendrá en
cuenta que la profundidad mínima será de 0,45 m respecto al pavimento o nivel
del terreno (en el caso de tubos situados bajo aceras), y de 0,60 m en el resto de
casos, además se recomienda un recubrimiento mínimo inferior de 0,03 m y un
recubrimiento mínimo superior de 0,06 m (siempre según zanja propuesta por la
compañía distribuidora).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Instalaciones de enlace. Montaje y mantenimiento
213
3.2. Canalización en la Línea General
de Alimentación (LGA)
El trazado de la LGA se realizará por zonas de uso común lo más corto y rectilíneo
posible. Cuando la instalación se realice en el interior de tubos, el diámetro se
escogerá en función de lo indicado en la tabla 7.11 en función del cálculo de la
sección de la LGA realizado (unidad anterior). También se incluye en la tabla
7.11 la sección mínima a utilizar para el neutro.
La canalización deberá permitir una ampliación de sección de los conductores de un
100%. Si se realizara en el interior de tubos enterrados, se remitirá a la ITC-BT-07, y
cuando se realice con tubo rígido las uniones serán roscadas o embutidas. En el caso
de una LGA vertical (por conducto de fábrica), deberá ser registrable y precintable
con cortafuegos cada 3 plantas (RF 120 CPI 96, con dimensiones mínimas de 30 x
30 cm), además, alojará, únicamente, la LGA, por ejemplo, en sistemas con contadores descentralizados.
caso práctico inicial
Tras los cálculos se obtienen las
siguientes secciones:
Ib = 61,25 A
In (fusible) = 63 A
Cable designación ES07Z1 para
LGA y DI.
SLGA=25 mm2 para fase y 16 mm2
para neutro.
SDI - VIVIENDA PLANTA BAJA = 10 mm2
SDI - VIVIENDAPLANTA 1 = 10 mm2
SDI - VIVIENDAPLANTA 2 = 16 mm2
3.3. Canalización en la Derivación individual (DI)
Las canalizaciones utilizadas para la DI de un edificio discurrirán por lugares
de uso común o, en caso contrario, quedarán determinadas sus servidumbres
correspondientes. Cada DI se realizará con un tubo independiente para cada
usuario con diámetro exterior mínimo de 32 mm, dejando un tubo de reserva
para cada 10 derivaciones. Si el trazado lo permite, se podrán agrupar las derivaciones en el interior de un canal protector mediante cable con cubierta para
asegurar la separación entre derivaciones. En el caso de locales no definidos
(se desconoce su distribución), se reservará una derivación por cada 50 m2. El
tamaño de la canalización elegida deberá permitir una ampliación en un 100%.
Se podría utilizar tubo de designación 2221 para instalaciones
empotradas en obra.
Los diámetros a utilizar serán de:
LGA: 110 mm.
DI: 32 mm para la planta baja y
primera, y 40 mm para la segunda
planta, aunque para simplificar se
puede utilizar todo tubo de 40 m.
Cuando discurran verticalmente, se alojarán en el interior de canaladura o conducto de obra, con protección al fuego RF120, sin curvas y convenientemente
cerrado. Para evitar la propagación de llamas y caída de objetos, se dispondrá cada
3 plantas de elementos cortafuegos y tapas de registro precintables.
Trifásico
Monofásico
∅
Sección
(mm2)
ES07Z1
RZ1-K
ES07Z1
RZ1-K
6
32
32
32
40
RZ1-K
Secciones (mm2)
SEGÚN REBT
Fase
Ø
exterior
Neutro tubo (mm)
40
10 (Cu)
10
75
10
75
10
32
40
32
40
50
16 (Cu)
16
40
40
40
50
50
16 (Al)
16
75
25
50
50
50
50
63
25
16
110
35
63
63
50
63
63
35
16
110
6
32
40
32
50
50
50
25
125
10
40
50
40
50
63
70
35
140
16
50
63
50
63
63
95
50
140
25
63
63
63
63
75
120
70
160
150
70
160
35
63
75
63
63
90
185
95
180
Enterrado
240
120
200
Tipo de
montaje
Superficie
Empotrado
Tabla 7.11. Diámetro de canalizaciones para LGA.
a
a
Tabla 7.10. Diámetro de canalizaciones para DI en función del tipo de cable.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 7
214
30 cm
3.4. Canaladura para Derivación Individual (DI)
Cortafuego
Las canaladuras o conductos de obra de fábrica podrán ir empotrados o adosados
en el hueco de la escalera o zonas de uso común. Sus dimensiones mínimas se
ajustarán a lo indicado en la tabla 7.12 (según ITC-BT-15), dependiendo del
número de derivaciones y si se agrupan en 1 ó 2 filas.
Para más derivaciones individuales de las indicadas en la tabla 7.12, se dispondrá
de varios de conductos o canaladuras necesarios.
30 cm
Base para
soporte
de tubos
Número
de derivaciones
30 cm
Tapa
de registro
5 cm
Figura 7.9. Medidas para la canaladura de la DI.
a
a
Anchura (m)
Profundidad 1 fila
P = 0,15 m
Profundidad 2 filas
P = 0,30 m
Hasta 12
0,65
0,50
De 13 a 24
1,25
0,65
De 25 a 36
1,85
0,95
De 36 a 48
2,45
1,35
Tabla 7.12. Dimensiones mínimas para la canaladura.
3.5. La caja de registro
Con objeto de facilitar la instalación, cada 15 m se podrán colocar cajas de registro precintables comunes a todos los tubos de derivación individual. En ellas no
se realizarán empalmes en los cables y serán de material aislante, no propagadoras
de la llama y con grado de inflamabilidad V-1, según UNE-EN 60695-11-10.
La altura mínima de las tapas registro será de 0,3 m y su anchura igual a la de la
canaladura. Su parte superior quedará instalada, como mínimo, a 0,2 m del techo.
recuerda
EJEMPLO
En el EJEMPLO, para el cálculo de
la sección se tendrá en cuenta que
el cable utilizado es de tipo RZ1-K.
Además, por ser en canalización
enterrada, se tomará una conductividad de 44 m/Ω · mm2 y una caída de tensión del 1,5% (3,45 V)
por no existir LGA y con suministro
monofásico (230V).
Por tanto la sección queda:
S=
2·P·L
C·e·U
= 6,87 mm2
Se escoge 10 mm2 cuya intensidad
máxima es 68 A, que es superiror a
la intensidad del circuito:
Ib =
P
U · cos ϕ
= 43,48 A
Para una vivienda unifamiliar con una previsión de potencia de 10 kW,
se pide dimensionar la canalización de enlace. Se ha dispuesto una CPM
con instalación empotrada en la fachada de un muro que da al exterior,
después se recorre un jardín hasta la entrada de la vivienda, con un total
de 12 m de tubo que se realizará enterrado hasta la CGMP.
Se pide el tamaño de las canalizaciones de acuerdo con la sección de los
conductores, y la designación de la CPM:
•฀ Suministro monofásico con canalización enterrada, se utiliza una sección de
10 mm2 para fase y neutro. Se designa como RZ1-K (AS).
•฀ Para instalación enterrada en jardín sin recubrimiento, designación tipo L
(ligera) con resistencia a la compresión de 450 N y resistencia al impacto
normal.
•฀ El diámetro exterior mínimo de la canalización que va de la CPM hasta la
CGMP será de 50 mm (tabla 7.10).
•฀ Designación para la caja de protección y medida de: CPM1-D2-M (tabla 7.7).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Instalaciones de enlace. Montaje y mantenimiento
215
3.6. Ejemplo de cómo completar una MTD:
CGP, LGA, CC y DI
recuerda
Un edificio de viviendas se alimenta a través de una acometida subterránea de
230/400 V. Las características de los servicios comunes son:
Para la LGA y para cada una de las
DI, suelen aparecer unas tablas en
varios apartados para definir las
características de la instalación de
enlace en la MTD.
•฀ Distancia de 10 m entre el CGMP y la centralización de contadores.
•฀ Ascensor de 5 kW alimentado con una línea trifásica de 25 m con canalización
en montaje superficial con conductores RZ1-K de 4 mm2.
•฀ Alumbrado con potencia total de 800 W cuyo punto más alejado se encuentra
a 50 m con canalización empotrada con conductores ES07Z1-K de 1,5 mm2.
•฀ Grupo de presión de 2 kW alimentado con una línea trifásica de 15 m con
canalización en montaje superficial con conductores RZ1-K de 4 mm2.
•฀ La distribución por plantas es: 2 locales de 150 m2 en la planta baja (distancia a
la CC de 10 m), 3 viviendas en la primera planta de 100 m2 (distancia a la CC
de 15 m y 7 200W) y 2 áticos 160 m2 (distancia a la CC de 20 m y 9 200 W).
•฀ La LGA se realiza con canalización en montaje superficial con una longitud de
30 m. La DI se instalarán bajo tubo en hueco de obra.
CGP en MTD
Caja General de Protección
Emplazamiento
Empotrada
Acometida
Subterránea
Montaje
Superficial
X
Aérea
Nicho en pared
Esquema
Esquema 10
160 A
Intensidad de los fusibles
125 A
LGA en MTD
Línea General de Alimentación
Cables
3x70 mm2 +35 mm2 Cu RZ1-K
Montaje
Montaje
Dimensiones
140 mm
Intensidad IG maniobra
160 A
Superficial
CC en MTD
CPM
Contador
CC en local
X
CC en armario
DI en MTD
Derivación individual
Montaje
a
X
Intensidad nominal CGP
Canaladura 0,65x0,15 m
DI
Potencia
Cables
Diámetro tubo
Viviendas planta 1
7 200 W
3x10 mm2 Cu (F+N+TT) ES07Z1-K
32 mm
Áticos
9 200 W
3x16 mm Cu (F+N+TT) ES07Z1-K
40 mm
Locales
15 000 W
4x16 mm Cu (3F+N+TT) ES07Z1-K
32 mm
Servicios comunes
9 800 W
4x16 mm Cu (3F+N+TT) ES07Z1-K
32 mm
2
2
2
Tabla 7.13. Datos a incluir en la MTD para instalación de enlace.
ACTIVIDADES
4. Realizar una búsqueda de fabricantes o distribuidores que dispongan de canalizaciones, verificar que se utilizan
los códigos indicados.
5. Tomando como base la tabla 7.13, completarla con los datos de tu residencia habitual. Recuerda que si alguna
casilla no es necesaria, puede dejarse en blanco.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 7
216
4. Centralización de contadores,
conexionado y tarificación eléctrica
4.1. Generalidades
Los contadores se ubicarán en módulos, paneles o armarios; además, su colocación deberá permitir de forma directa la lectura de todos los dispositivos de medida instalados en la centralización. Las partes transparentes deberán ser resistentes
a los rayos ultravioletas en instalaciones exteriores. Las dimensiones deberán ser
adecuadas para el tipo y número de contadores, así como del resto de dispositivos
necesarios para la facturación de la energía.
a Figura 7.10. Esquema de conexión
de una CPM en monofásico.
Cada derivación individual llevará en su origen una protección compuesta
por fusibles para cada fase, los cuales irán instalados antes del contador y
estarán precintados por la empresa distribuidora. La conexión de los cables
debe permitir una sección mínima de 6 mm2. Además de los cables, se deberá
disponer del cableado necesario para incluir circuitos de mando y control
para satisfacer las disposiciones tarifarias vigentes (aislamiento de color rojo
y sección de 1,5 mm2).
4.2. Instalación individual de contadores
Utilizado en instalaciones para 1 ó 2 usuarios, siempre que se alimenten desde el
mismo lugar, alojándose los equipos de medida en la Caja de Protección y Medida (CPM). Para suministros industriales o comerciales, dada la complejidad y
diversidad, la solución a adoptar tendrá en cuenta los requisitos particulares de la
empresa suministradora.
En cada CPM se incluirán los fusibles generales de protección, conectados tal y
como se muestra en la figura 7.10 para suministro monofásico y en la figura 7.11
para suministro trifásico en medida directa. Para medidas indirectas se incluye
un transformador para medida de intensidad en cada fase y conectores para la
conexión y medida de tensión (figura 7.12).
a Figura 7.11. Esquema de conexión
de una CMP en trifásico en medida
directa.
4.3. Instalación de la centralización de contadores
Ubicación de la centralización
La centralización de contadores se utiliza en: edificios destinados a viviendas y
locales comerciales, edificios comerciales o edificios destinados a una concentración de industrias.
La concentración se podrá realizar en un armario o local adecuado, allí se colocarán los contadores y demás dispositivos para la medida de la energía eléctrica de
cada uno de los usuarios y de los servicios generales del edificio. Se podrán ubicar
en uno o varios lugares del edificio donde habrá de preverse un armario o local
adecuado para tal fin.
a Figura 7.12. Esquema de conexión
de una CMP en trifásico en medida
indirecta.
La concentración se debe realizar en la planta baja, entresuelo o primer sótano,
pero cuando el edificio tenga más de 12 plantas, se podrá realizar la concentración en plantas intermedias (por cada 6 o más plantas). Se podrán disponer de
concentraciones por plantas cuando el número de contadores en cada una de las
concentraciones sea superior a 16.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Instalaciones de enlace. Montaje y mantenimiento
217
Concentración en local
El local se utilizará solo para ubicar la centralización de contadores, aunque se permite
alojar el cuadro general de mando y protección de los servicios comunes del edifico.
3
3
PUERTA
Figura 7.13. Medidas de alturas
máxima y mínima en centralización
de contadores.
a
1. UF bones de salida
2. UF de medida
3. UF embarrado general
y fusible de seguridad
B
0,7 x 2 m
1
2
C
A
1
2
0,30 m
Las paredes tendrán una resistencia no inferior a la del tabicón de medio pie de ladrillo hueco, y las dimensiones mínimas del local serán 2,3 m de alto y 1,5 m de ancho.
Se debe dejar una distancia de 1,1 m libre desde la pared hasta el obstáculo que tenga
enfrente. La distancia entre los laterales de la concentración hasta las paredes será
de 20 cm. La puerta de acceso se abrirá hacia el exterior con unas dimensiones de
0,7 × 2 m, y estará equipada con cerradura normalizada por la empresa distribuidora.
1,80 m
La centralización se situará en la planta baja, entresuelo o primer sótano, salvo
cuando existan concentraciones por plantas, en este caso se ubicará lo más próximo posible a la entrada del edificio. Será de fácil acceso y nunca podrá coincidir
con otros servicios (caldera, contadores de agua, gas, telecomunicaciones, ascensores, almacén, cuarto trastero, etc.). Además, no servirá de paso ni acceso a otros
locales, y dispondrá de ventilación e iluminación suficientes.
D
D
F
E
D
E
E
E
Medidas mínimas: A: 2,30 m; B: 0,25 m; C: 1,80 m; D: 1,10 m; E: 0,40 m; F: 0,80 m
a
Figura 7.14. Medidas de centralización de contadores en local.
Dentro del local, e inmediato a la entrada, se instalará un equipo autónomo de
alumbrado de emergencia con las siguientes características: autonomía no inferior a 1 h y un nivel mínimo de iluminación de 5 lux. En el exterior del local, y
lo más próximo a la entrada, deberá existir un extintor móvil.
Concentración en armario
Si el número de contadores en la centralización es igual o inferior a 16, se podrá ubicar
en un local o armario destinado únicamente para este fin. Estará situado en la planta
baja, entresuelo o primer sótano del edificio, salvo cuando existan concentraciones
por plantas. Estará empotrado o adosado sobre un paramento de la zona común.
Se debe permitir la instalación o lectura de los contadores y demás dispositivos,
desde la parte más saliente del armario hasta la pared opuesta, respetándose un
pasillo mínimo de 1,5 m. Los armarios tendrán una característica mínima para
llamas de PF30 y las puertas de cierre dispondrán de cerradura normalizada por
la empresa suministradora. También dispondrán de ventilación e iluminación
suficientes, además de contar con un extintor móvil. Por otro lado, se colocará
una base de enchufe de 16 A para servicios de mantenimiento.
Figura 7.15. Equipo modular
de centralización de contadores
para 3 suministros monofásicos
(P > 14 kW). (Cortesía de Cahors).
a
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 7
218
Concentración de contadores modulares
Se permite la utilización de equipos modulares que incluyen las unidades funcionales de: embarrado general y fusibles de seguridad, medida, y embarrado de
protección y salida. Se debe adecuar a las condiciones de la empresa distribuidora
y su elección dependerá del suministro.
Previsión de huecos y módulos en una centralización
Un método práctico para prever el número de huecos es el siguiente:
•฀ 1 hueco por suministro tanto para viviendas como para oficinas o locales
definidos, con un hueco de reserva por cada 10 suministros. Será trifásico o
monofásico, aunque para viviendas suele ser monofásico.
•฀ En instalaciones de oficinas o locales sin definir, se dejará previsto hueco para
albergar 1 contador trifásico por cada 50 m2 de superficie o fracción.
•฀ 1 hueco para servicios comunes y garaje. Podrán ser monofásicos, pero si la
potencia es superior a 15 kW, será trifásico.
•฀ 2 huecos para contadores de servicios de telecomunicaciones (opcional, obligatorio en instalaciones que deban cumplir el Reglamento de Infraestructuras
Comunes de Telecomunicación
El número de módulos vendrá determinado por las características que marcan las
de las empresas suministradoras, teniendo en cuenta que el número máximo por
columnas es de: 15 para contadores monofásicos y 6 para contadores trifásicos.
En instalaciones previas y para suministros trifásicos, se exigía un modulo o 3
huecos para el uso de: contador de activa, reactiva y reloj horario, con los actuales
contadores electrónicos ya son capaces de registrar ambas potencias y realizar el
cambio horario, por lo que el espacio necesario se reduce.
4.4. Conexionado de contadores
Los esquemas de conexionado de contadores más comunes se muestran a continuación para suministro monofásico y trifásico, con medida directa y sin discriminación.
Figura 7.18. Reloj conmutador.
Abonado
R
S
T
N
Trifásico
a
a Figura 7.19. Contador electrome-
cánico.
Abonado
a
L
N
Monofásico
Figura 7.16. Conexionado de contadores.
Para incluir la discriminación horaria, se incluyen los relojes conmutadores horarios cuya finalidad es enviar las órdenes necesarias para ejecutar los cambios
de tarifa a las horas establecidas y, en algunos casos, marcar el período de 15 minutos de integración del maxímetro. En la figura 7.17 se muestra el esquema de
conexionado para el cambio de tarifa en el contador, y cómo se utilizaría el cable
de 1,5 mm2 para el control del suministro según la tarifa desde el Cuadro General
de Mando y Protección (CGMP) situado en el interior de la vivienda.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Instalaciones de enlace. Montaje y mantenimiento
219
Queda:
saber más
Contactor
Abonado
M
L
N
a
ICP-V
ICP-P
Figura 7.17. Conexionado de contador con interruptor horario externo.
Actualmente, los contadores electrónicos permiten la medida y el cambio horario
sin necesidad de instalar un reloj conmutador exterior. Además, suelen ser menos voluminosos que los electromecánicos e incluyen un display frontal para la
visualización del consumo acumulado. También pueden incluir un pulsador que
permita ver de forma secuencial otros parámetros tales como: tensión, intensidad,
frecuencia, energía consumida, etc. Suelen incorporar un puerto de comunicaciones que permite modificar su configuración o realizar lecturas a distancia.
El esquema de conexionado para medidas indirectas se muestra en la figura 7.20.
Al ser el objetivo aumentar la corriente que puede soportar el contador, se realizará la medida indirecta de intensidad mediante un toroide. Además, se dispondrá
de bornes de conexión que permiten realizar ciertos puentes para la sustitución
del contador. En la Figura 7.21 se muestra el conexionado del cableado de control
para discriminación horaria en una centralización de contadores para un suministro de 11 viviendas con discriminación horaria. Se puede observar que en el
embarrado se realiza una distribución lo más equilibrada posible de las fases.
Aún existen instalados contadores
electromecánicos con bobinas de
tensión y de intensidad, pero en la
actualidad ya no se instalan ni se
fabrican.
Según Orden Ministerial
ITC/3860/2007, en Disposición
adicional primera sobre Plan de
sustitución de equipos de medida
estipula: Todos los contadores de
medida en suministros de energía
eléctrica con una potencia contratada de hasta 15 kW, deberán
ser sustituidos por nuevos equipos
que permitan la discriminación
horaria y la telegestión antes del
31 de diciembre de 2018.
caso práctico inicial
La centralización, al ser para menos
de 16 contadores, se podrá alojar
en un armario utilizando equipos
modulares que permitan integrar 4
contadores, por ejemplo, con código Iberdrola 4271004.
1 2 3 4 5 6 7 8 91011
1 2 3 4 5 6 7 8 91011
Derivaciones
individuales.
Cable de
control hacia
CGMP
IH-DT
R
S
N
R
S
T
T
N
a
Figura 7.20. Conexionado para medida indirecta trifásica.
a
M
1
Wh
5
Wh
2
Wh
6
Wh
9
Wh
3
Wh
7
Wh
10
Wh
4
Wh
8
Wh
11
Wh
Señal
cambio
de tarifa
Interruptor
horario
1234
5678
9 1011
Figura 7.21. Conexionado para centralización de contadores.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 7
220
En sistemas trifásicos, se pueden encontrar instalados también:
KW
minutos
•฀ Máximetro. Sirve para que el cliente determine la potencia que ha de servir de
base para su facturación, se puede instalar de forma independiente o integrado
con los contadores de activa y reactiva. Este elemento indica en cada período
de tiempo (hace un barrido cada 15 minutos) el valor medio de las potencias
instantáneas en dicho período.
Figura 7.22. Valor medio de la
potencia medido por el maxímetro.
•฀ Medidor de potencia reactiva. Suele aparecer en sistemas trifásicos para aplicar la bonificación o penalización.
140
100
84,66 kw
60
20
5
10
15
a
Wh
Var h
a
Abonado
R
S
T
N
Figura 7.23. Conexionado de un contador trifásico de potencia activa y reactiva.
4.5. Contadores electrónicos y telegestión
saber más
La telegestión es la capacidad de
lectura de contadores y cambio de
condiciones de contrato sin personarse en el domicilio.
El Ministerio de Industria, Turismo y Comercio resolvió (Orden Ministerial
ITC/3860/2007) que todos los contadores tradicionales de energía eléctrica debían ser cambiados por un modelo electrónico que permitiera la discriminación
horaria y que tuviera capacidad para la telegestión. El Real Decreto 1110/2007 de
24 de agosto por el que se aprueba el reglamento unificado de puntos de medida
del sistema eléctrico define las funciones del nuevo equipo de medida (contador).
En este punto aparecen las denominadas redes inteligentes, consideradas como una
evolución tecnológica del sistema de distribución de energía que combinan las instalaciones tradicionales con modernas tecnologías de monitorización, sistemas de
información y telecomunicaciones. En la figura 7.24 se muestran los bloques que
forman parte en el sistema de telegestión.
Sistemas técnicos
y comerciales
saber más
Las compañías distribuidoras tienen que facilitar el cambio de los
contadores, estableciendo plazos
de implantación.
Sistema central
de telegestión
Red pública de
comunicaciones (GPRS)
Por ejemplo, Iberdrola ofrece en la
siguiente dirección la consulta del
mapa de área de despliegue de la
Red Inteligente:
Centros de
transformación
Concentrador
https://www.iberdrola.es/03sica/
clientesovc/iberdrola?
IDPAG=ESOVD_ZONA_DESPL
Comunicaciones PLC
Puntos de
suministro
Contador
a
Contador
Figura 7.24. Arquitectura de la telegestión.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Instalaciones de enlace. Montaje y mantenimiento
Con este cambio se busca ofrecer más servicios a los clientes, mejorar la calidad
del suministro y la atención de las necesidades en términos de energía eléctrica,
gestionándolos de una forma más eficiente.
Se observa en dicho esquema que el contador se comunica con el concentrador,
situado en el centro de transformación, a través de la red de baja tensión utilizando comunicaciones mediante PLC de alta velocidad y bajo coste que utilizan
modulación OFDM (multiplexación por división ortogonal en frecuencia). A
partir del concentrador, se establecerá la comunicación con el sistema central de
telegestión para el control y la supervisión de los puntos de suministro.
Concentrador
221
saber más
Para restablecer el suministro,
una vez se ha excedido la potencia contratada, hay que seguir los
siguientes pasos:
1. Verificar que están todos los
interruptores del CGMP levantados (magnetotérmicos y diferencial). De este modo, se asegura que el corte del suministro
no es por un contacto directo o
indirecto.
Red
Baja tensión
Centro de
transformación
1
Contadores
a
Figura 7.25. Esquema comunicación PLC contadores y concentrador.
Los beneficios del nuevo sistema de medida estimados para la compañía distribuidora son:
2. Bajar el interruptor general (habrá
que desconectar algún electrodoméstico para que no se vuelva a
producir el consumo excesivo).
•฀ Control remoto de consumo. Lectura a distancia desde los centros de control,
así se ahorra el coste del personal para las lecturas mensuales. La comunicación
deberá estar encriptada.
•฀ Actualización remota del firmware. No será necesario manipular o realizar
cambios en el medidor para incorporar nuevas funciones o cambios de tarifa.
Se realizará directamente desde el centro de control, ahorrándose el desplazamiento del técnico.
•฀ Mayor número de parámetros a medir. Puede medirse la energía activa y
reactiva, la potencia activa y reactiva, la tensión eficaz, etc.
•฀ Control de la potencia demandada. Si la potencia demandada excede de la
contratada, se cortará el suministro.
2
3. Esperar 3 segundos y volver
a subir el interruptor general
(entonces el suministro se habrá
restablecido).
•฀ Gestión de la conexión y/o desconexión del suministro. Se facilitan y agilizan
las altas y bajas de los contratos, ahorrándose el enviar un técnico al domicilio
a realizar la conexión o desconexión del equipo de medida.
3 segundos
•฀ Alarmas antifraude. Los contadores no se pueden manipular manualmente, es
necesario un aparato electrónico especial.
Los beneficios del nuevo sistema de medida estimados para el abonado son:
•฀ Lectura a distancia. Se evitan las estimaciones en las facturas.
•฀ Posibilidad de optar entre diferentes tarifas. Habrá un mayor catálogo de
ofertas más flexibles y personalizadas.
3
4
•฀ Mayor rapidez en la modificación de tarifas, altas o bajas de contratos. Las
compañías aseguran que será inmediata.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 7
222
saber más
Se ha desarrollado el estándar
open meter a partir de un proyecto europeo para la gestión de
contadores.
Open Meter es un proyecto liderado por Iberdrola en el que toman
parte 19 socios de 7 países europeos
(España, Francia, Italia, Alemania,
Holanda, Bélgica y Suiza). En él participan compañías eléctricas, fabricantes de contadores, empresas
líderes en comunicaciones, centros
de investigación y universidades.
http://www.openmeter.com/
•฀ Mayor información para el consumidor. Esto puede repercutir en una reducción del consumo, siempre y cuando se trate de consumidores concienciados
y con suficientes conocimientos para analizar y actuar ante la información
ofrecida.
•฀ Opción de compra de los contadores. Se permite la compra o el alquiler del
equipo de medida.
La retirada del equipo antiguo y la instalación del nuevo contador son gratuitas,
correrán a cargo de la empresa distribuidora sin coste para el abonado. El abonado
no debe hacer nada, tras una revisión de la centralización de contadores, se notificará al cliente la fecha de sustitución del contador, puesto que se debe realizar un
corte del suministro para la sustitución del contador, además puede ser necesaria
la retirada del Interruptor de Control de Potencia (ICP).
El contador se instalará en el mismo lugar que el anterior y, si es propiedad del
cliente, se deberá cambiar si no permitiera discriminación horaria y telegestión,
según marca la Orden Ministerial ITC/3860/2007.
saber más
Es importante distinguir entre distribuidora, comercializadora a mercado libre y de último recurso.
La distribuidora gestiona las redes
de su zona de actuación para la
distribución de la energía eléctrica
desde las centrales hasta los puntos
de consumo. Será, por tanto, la responsable de la gestión de la red de
distribución eléctrica de su zona de
actuación, de la calidad de suministro, de los equipos de medida y de
la lectura de contadores.
La comercializadora a mercado
libre tiene la función de suministrar
energía eléctrica a los consumidores
que estén en el mercado, es decir, a
aquellos que han elegido libremente
su comercializadora y pactado con
ella unas condiciones de contrato.
La factura que el cliente paga a su
empresa comercializadora incluye la
tarifa de acceso por usar las redes
eléctricas de la empresa distribuidora, así como el precio por la energía
consumida según los términos del
mencionado contrato.
La Comercializadora de Último
Recurso (CUR) tiene la función de
suministrar energía eléctrica a los
consumidores que estén acogidos
a la tarifa de último recurso. La factura que el cliente paga a su empresa CUR incluye la tarifa de acceso
por usar las redes eléctricas de la
empresa distribuidora, así como
el precio por la energía consumida
según la tarifa de último recurso
establecida por la Administración.
4.6. Tarificación eléctrica
Tarifa de último recurso
El 1 de julio de 2009 entró en vigor el Suministro de Último Recurso (SUR) y
las Tarifas de Último Recurso (TUR) que sustituyeron a las tarifas integrales de
energía eléctrica existentes hasta entonces.
Las tarifas de último recurso son fijadas por el Gobierno y de aplicación a los
consumidores de energía eléctrica en baja tensión con potencia contratada inferior o igual a 10 kW que no elijan contratar una oferta comercial, ya que los
consumidores tienen la posibilidad de elegir libremente a su comercializadora.
Este suministro es realizado por empresas comercializadoras autorizadas expresamente para ello denominadas comercializadoras de último recurso.
Bono social
El Real Decreto-Ley 6/2009 crea el bono social para los consumidores más desprotegidos que beneficiará a personas físicas consumidoras de electricidad en su
vivienda habitual y acogidas a la TUR que cumplan con una serie de características sociales de consumo y poder adquisitivo.
Tendrán derecho al bono social en su residencia habitual los consumidores que
cumplan algunos de los siguientes requisitos:
•฀ Suministro. Es imprescindible que el solicitante esté acogido, como titular del
contrato, a la tarifa de último recurso. El suministro estará destinado a la residencia habitual del solicitante, y será necesario que tenga instalado el correspondiente interruptor de control de potencia (ICP) para limitar la potencia
máxima a la contratada. En caso de no tenerlo, debe haberlo solicitado a la
empresa distribuidora de su instalación. Por último, el solicitante debe estar al
corriente de pago de las facturas del suministro eléctrico.
•฀ Potencia. Tener una potencia contratada inferior a 3 kW.
•฀ Pensionistas. Las personas con 60 o más años de edad que acrediten ser
pensionistas del Sistema de la Seguridad Social por jubilación, incapacidad
permanente o viudedad.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Instalaciones de enlace. Montaje y mantenimiento
Además, deben percibir las cuantías mínimas vigentes en cada momento para
dichas clases de pensión con respecto a los titulares con cónyuge a cargo o a los
titulares sin cónyuge que viven en una unidad económica unipersonal.
También podrán acogerse los beneficiarios de pensiones del extinguido Seguro
Obligatorio de Vejez e Invalidez y de pensiones no contributivas de jubilación
e invalidez para mayores de 60 años.
•฀ Familias numerosas.
•฀ Desempleados. Personas que formen parte de una unidad familiar que tenga
todos sus miembros, en edad de trabajar, en situación de desempleo.
El cliente está obligado a comunicar cualquier cambio que suponga la pérdida del
derecho a percibir el bono social en el plazo de un mes desde que se produjera la
pérdida del derecho.
La ventaja que se consigue con el bono social es que se congela el precio del
kilovatio hora (kWh).
223
saber más
Horas punta: horas del día en
las que el consumo de energía es
máximo.
Horas llano: horas del día en las
que el consumo es medio.
Horas valle: horas del día en las
que el consumo de energía es
mínimo.
10 11
12 13
14
15
16
8
7
17
6
Invierno 18
19
5
20
4
3
21
2 1
0 23 22
9
8
7
6
5
4
10 11
12 13
14
15
16
17
Verano 18
19
20
3
21
2 1
0 23 22
9
10 h punta
14 h valle
Facturación mensual
El Real Decreto 1578/2008 de 26 de septiembre aprobado por el Ministerio de
Industria, Turismo y Comercio establece que se facture de forma mensual, aunque la lectura continúe siendo bimestral, por tanto, en los meses en los que no se
realice la lectura, la suministradora realizará un cálculo estimado.
Más recientemente, el Real Decreto 1718/2012 determina el procedimiento para
realizar la lectura y facturación de los suministros de energía en baja tensión
con potencia contratada no superior a 15 kW. A partir del 1 de abril de 2013 se
cambia de nuevo a la facturación bimestral con lecturas reales de los consumos,
aunque puede acordarse con la empresa suministradora (mutuo acuerdo): facturación mensual con lectura bimestral y estimación en meses alterno, cuota fija
mensual basada en históricos (añade el término de potencia) o regulación anual
basada en lectura real.
En el caso de disponer de equipos de medida digitales que permitan telemedida
y telegestión, se realizará la facturación mensual con lectura real. También se
indica que si el equipo de medida no está accesible, el abonado deberá suministrar la lectura (teléfono o página web). Si en un plazo de 2 meses no se ha
comunicado, se procederá a un cálculo del consumo estimado con posterior
regulación.
El cálculo estimado se realiza de la siguiente forma: a partir del período del año
anterior con lectura real, se divide el consumo total bimestral entre los días facturados y se obtiene la media de consumo diario para ese período, a continuación
se multiplica dicho consumo medio diario por el número de días. Si no se dispone
de histórico de consumo, se podría facturar si se dispone de la lectura aportada por
fabricante y si no se facturará el término de potencia.
Tarifas
El precio del kWh según la TUR vendrá publicado en el BOE cada 3 meses. Para
consumos inferiores a la potencia contratada de 10 kW (tabla 7.14), se podrá
contratar con o sin discriminación horaria (en 2 ó 3 períodos tarificados); para
potencias superiores, se podrá contratar suministro monofásico con o sin discriminación horaria, y suministro trifásico si la potencia es superior a los 10 kW
(tabla 7.15).
saber más
Es posible consultar a su suministradora para ver el precio actual
del kWh consumido (término de
enegía) y del kW contratado (término de potencia).
Por ejemplo, para Iberdrola de último recurso, puede encontrarla en:
https://www.iberdrola.es/webibd/
corporativa/iberdrola?IDPAG=ESW
EBCLIINSASELEGTAR
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 7
224
Condiciones de aplicación
Tarifa
2.0
a
Potencia no superior a 10 kW.
2.0DHA
Potencia no superior a 10 kW y equipo de medida adecuado para el cambio
entre 2 tarifas en horarios distintos (punta y valle).
2.0DHS
Potencia no superior a 10 kW y equipo de medida adecuado para el cambio
entre 3 tarifas en horarios distintos (punta, llano y valle).
Tabla 7.14. Tarifas en BT para potencias inferiores a 10 kW.
Condiciones de aplicación
Tarifa
2.1
2.1DHA
3.0A
a
saber más
Pueden encontrarse las empresas
comercializadoras en el listado
de la página web de la Comisión
Nacional de Energía (CNE):
h t t p : / / w w w. c n e . e s / c n e /
contenido.jsp?id_nodo=455
&&&keyword=&auditoria=F
Potencia mayor de 10 kW y no superior a 15 kW.
Potencia mayor de 10 kW y no superior a 15 kW, con equipo de medida
adecuado, para el cambio entre 2 tarifas en horarios distintos (punta y valle).
Potencia mayor de 15 kW.
Tabla 7.15. Tarifas en BT para potencias superiores a 10 kW.
A continuación, se muestran los tramos de penalización por consumo de reactiva,
información que se incluirá en la factura.
•฀ Para cos ϕ < 0,95 y hasta cos ϕ = 0,90
•฀ Para cos ϕ < 0,90 y hasta cos ϕ = 0,85
•฀ Para cos ϕ < 0,85 y hasta cos ϕ = 0,80
•฀ Para cos ϕ < 0,80
En el mercado libre pueden existir distintas tarifas a las que habrá que añadir
otras nuevas cuando se implanten las nuevas redes inteligentes. En este texto se
han incluido las actuales o más representativas sin incluir precios, pues están en
continúa evolución.
Conceptos básicos de la factura
saber más
En la siguiente dirección web se
muestra una calculadora para estimar los consumos y poder deducir
qué término de potencia contratar
en función de los electrodomésticos:
https://www.iberdrola.es/02sica/
clientesovc/iberdrola?IDPAG=
ESCALC_ESTI
A continuación se detallan los conceptos básicos para comprender la actual
factura eléctrica:
•฀ Período facturado. Es conveniente saber para qué período se realiza y si se
trata de un consumo real o estimado. El consumo a facturar es la resta entre
la lectura final e inicial. Con la puesta en marcha de las redes inteligentes, se
pretende que desaparezca la lectura estimada, del mismo modo es conveniente
comprobar la medida en el contador para no llevarse sorpresas. Actualmente,
se puede llamar por teléfono a atención al cliente para actualizar o modificar
la lectura (medida dada por el abonado). A partir del 1 de abril de 2013 la
facturación es bimestral siempre que no se acuerde lo contrario con la suministradora y hasta que se instalen los equipos de medida con capacidad de
telegestión y telemedida.
•฀ Término de potencia. Corresponde a la potencia contratada en la instalación
y vendrá dado en kW (kilovatio). Se requerirá la instalación de ICP para
potencias inferiores a 15 kW, y de un maxímetro para potencias superiores o
suministros no interrumpibles.
Si se dispone de ICP, cuando el consumo supera la intensidad determinada por
la potencia contratada, se corta el suministro, teniendo que ser restablecido.
En los contadores que permiten la telegestión aparece esta función integrada.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Instalaciones de enlace. Montaje y mantenimiento
Si se instala el maxímetro, este servirá para establecer el valor del término de
potencia en la facturación, cuantificándose del siguiente modo: si la potencia
marcada por el maxímetro es menor del 85% de la potencia contratada, entonces se factura el 85% de dicha potencia contratada; si la potencia es mayor del
85% y menor del 105% de la potencia contratada, entonces se factura la potencia marcada por el maxímetro; y si la potencia marcada es mayor del 105%
de la potencia contratada, se factura la potencia que marca el maxímetro más
el doble de la diferencia entre la potencia marcada y el 105% de la potencia
contratada.
•฀ Término de energía. Indica el consumo que ha realizado la instalación durante
el perído de facturación, vendrá dado en kWh (kilovatio hora). Dependiendo
de la tarifa contratada, se establece un precio por kWh, obteniéndose así el
coste de la energía consumida mediante el producto del precio del kWh por la
energía consumida.
225
saber más
Actualmente, los maxímetros tradicionales de agujas se han ido
sustituyendo por equipos integrales. Las lecturas registradas tanto
por el contador de activa como
por el maxímetro o maxímetros,
las discriminaciones horarias, etc.,
pueden leerse a través de la pantalla del contador. Con estos equipos integrados ya no es necesario
tener un contador para cada tipo
de consumo.
También vendrán integrados en
los contadores que tengan la funcionalidad de telegestión.
Dependiendo de la tarifa, se podrán tener distintos precios dentro de una misma factura, por ejemplo, con discriminación horaria en 3 tramos: P1 (precio
punta), P2 (precio llano) y P3 (potencia valle), calculándose el coste como la
suma de energía en cada tramo.
•฀ Impuesto eléctrico. Se establece a partir de los datos anteriores y en función
de la legislación vigente. Se obtiene como el producto del coste del consumo
y la potencia contratada por 1,05113, aplicándole al resultado un porcentaje
del 4,864%.
Algunas compañías comercializadoras ofrecen descuentos en el término de
energía, pero hay que tener cuidado con el precio que toman de referencia y la
caducidad del descuento, puesto que el precio de referencia es establecido por la
misma compañía.
Del mismo modo, como el equipo de medida (contador) puede ser propiedad del
cliente o no, es decir, paga a la empresa distribuidora un alquiler mensual, este
valor vendrá determinado por la distribuidora o comercializadora.
En la siguiente figura pueden observarse todos los conceptos que se acaban de
mencionar.
saber más
Las facturas suelen incluir algún
tipo de historial de consumo en
formato gráfico. De este modo, es
posible ver la evolución del coste
de la factura eléctrica, dato que
puede ser útil para el usuario por si
quiere llevar a cabo alguna medida
de ahorro energético.
2250
Historial del consumo
2000
1750
1500
1250
1000
750
500
250
kWh
Jl. Ag. St. Oc. Nv. Dc.En. Fb. Mr. Ab.My. Jn. Jl.
11
12
PUNTA
a
Figura 7.26. Ejemplo de facturación. (Cortesía de Iberdrola).
RESTO
Consumo medio mensual: 1308 kWh
Precio medio (sin IVA) Mes actual: 0,22 €/KWh
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 7
226
saber más
El exceso de potencia reactiva, los
excesos de potencia o las refacturaciones establecidas por el
gobierno son conceptos adicionales que pueden aparecer en la
factura, actuando así la comercializadora como recaudadora para la
empresa distribuidora.
En suministros principalmente trifásicos, se contabiliza la energía reactiva,
dicha energía es un suplemento de energía no aprovechable, provocado por
determinados aparatos eléctricos. Se mide en kVArh (kilovoltamperio reactivo
hora). La energía reactiva provoca una sobrecarga en líneas, transformadores y
generadores, sin llegar a producir un rendimiento útil. Sin embargo, la factura
de energía sí la contabiliza, por lo que puede llegar a incrementarla en cantidades importantes. Este tipo de energía se puede evitar instalando equipamientos
especiales para ahorrar en el consumo correspondiente de su factura (corrección
del factor de potencia), evitándose, además, una penalización en el coste de la
energía consumida.
a
Figura 7.27. Ejemplo de consumos medidos en factura. (Cortesía de Iberdrola).
4.7. Contratación del suministro
caso práctico inicial
Como la potencia a contratar es de
5,75 kW, el ICP a instalar en cada
CGMP será de 25 A. sin embargo,
el Interruptor general (IG) en cada
CGMP será de 40 A porque la
potencia prevista es 9,2 kW.
Según la legislación vigente, para contratar un suministro de energía eléctrica a
una vivienda, se exige la presentación de los siguientes documentos:
•฀ Licencia de primera ocupación o licencia de apertura para la primera contratación.
Cédula de habitabilidad extendida por el organismo provincial del Ministerio
de Obras Públicas o Comunidad Autónoma, o cédula de calificación definitiva.
•฀ Certificado de instalación eléctrica en baja tensión según el tipo de suministro
en ejemplar triplicado, expedido por el instalador electricista que la realizó y
sellado por el organismo competente de la Administración.
•฀ Documento nacional de identidad, CIF, NIF, pasaporte o carta de trabajo.
•฀ Escritura de propiedad o contrato de arrendamiento, o escrito de adjudicación
en promociones públicas.
La potencia a contratar es decisión del cliente, debiendo ajustarse a los escalones
correspondientes y a las intensidades normalizadas.
Para suministro en el mercado libre, se deben contratar dos servicios: contrato de
suministro (con la suministradora) y contrato de acceso (con la distribuidora).
El contrato de acceso se puede realizar directamente con el distribuidor o con la
comercializadora (es lo más habitual).
Si el punto de suministro ya existe con anterioridad, el solicitante podrá subrogarse en el contrato del anterior usuario, entonces solo deberá pagar derechos de enganche en el supuesto de que solicite un incremento de potencia.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Instalaciones de enlace. Montaje y mantenimiento
227
Además, tendrá que presentar un nuevo certificado de instalación eléctrica en
baja tensión si la potencia a contratar es mayor que la que aparece en el certificado (o boletín) presentado para el anterior suministro.
Cuando la solicitud del suministro se realiza por falta de pago del anterior usuario,
se podrá poner al día en el pago y subrogarse, también podría solicitarse un nuevo
suministro a nombre del actual usuario, en estos casos se suele solicitar la licencia
de 2ª ocupación.
Para realizar un cambio en el suministro de electricidad, se deberá contactar con una
empresa suministradora (esta se encargará de los pasos con la anterior suministradora) y solicitar la nueva tarifa a contratar. Para ello, se tendrá que entregar: factura
(para conocer el consumo y potencias contratadas), DNI y cuenta bancaria.
a
Intensidad (A)
Monofásicos (230 V)
Trifásicos (230/400 V)
1,5
0,345
1,030
3
0,690
2,078
3,5
0,805
2,425
5
1,150
3,464
7,5
1,725
5,196
10
2,300
6,928
15
3,450
10,392
20
4,600
13,856
25
5,750
17,321
30
6,900
20,785
35
8,050
24,249
40
9,200
27,713
45
10,350
31,177
50
11,500
34,641
63
14,490
43,648
Tabla 7.16. Escalones normalizados de potencia.
4.8. Pasos para legalizar una instalación
Los pasos a seguir para legalizar una instalación son los que se muestran en la
figura 7.28, la documentación técnica inicial de la instalación se mostraba en el
apartado 1 del presente capítulo.
A continuación, se debe llevar a cabo la instalación acorde con la documentación efectuada por la empresa instaladora (ITC-BT-03). Una vez finalizada la
instalación hay dos tipos de pruebas a las que debe ser sometida toda instalación: por un lado, las verificaciones previas a su puesta en servicio, que sirven
al instalador para garantizar que el resultado de su trabajo cumple las normas de
funcionamiento y seguridad; por otro lado, las inspecciones que debe realizar un
organismo público para comprobar que la instalación reúne todos los requisitos
necesarios para funcionar. Las tareas a realizar quedan definidas en la norma
UNE 20460-6-61 parte 4 y en el REBT.
Tras realizar cualquier instalación eléctrica, antes de su puesta en servicio, el instalador eléctrico debe emitir un certificado obligatorio para realizar los trámites
de autorización de la obra.
Instalación
Documentación
técnica
Proyecto
o MTD
Ejecución
Verificación e
inspección
Inicial
o periódica
Certificado de
instalación
Tramitación
a Figura 7.28. Pasos para legalizar
una instalación eléctrica.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 7
228
caso práctico inicial
Los datos que se deben incluir en
la certificación son:
•฀ Dato del titular o representante.
Es necesario elaborar cinco copias del mismo que serán entregadas a diversos
interesados para su registro y custodia (figura 7.29). Se debe realizar acorde a los
modelos elaborados por cada comunidad autónoma a partir de los datos indicados
en la guía técnica del REBT en su ITC-BT.05.
•฀ Datos de la empresa suministradora o del punto de conexión.
Documentación técnica de diseño
•฀ Características de la instalación:
situación, tipo de instalación,
potencia y tensión.
Proyecto
•฀ Datos de la empresa instaladora,
indicando instalador autorizado.
Técnico
titulado
competente
•฀ Datos sobre las DI y LGA.
•฀ Datos sobre protección frente a
contactos indirectos y toma de
tierra.
•฀ También se incluirá que se ha
realizado la instalación acorde a
lo indicado en la MTD o proyecto, así como la categoría y especialidad del instalador.
Memoria
Técnica de
diseño
Dirección
técnica
Ejecución de la instalación
Instalador
autorizado
Instalador
autorizado
Verificación de la instalación (anexo 4 guía técnica)
Organismo
de control
(OCA)
Instalador
autorizado
Inspección inicial
(ITC-BT-05)
Si procede
Certificado de la instalación
a
Instalador
autorizado
Figura 7.29. Proceso a seguir para tramitación instalación eléctrica.
ACTIVIDADES
6. Realizar una búsqueda de contadores monofásicos y enumerar sus características describiendo los esquemas
de conexionado.
7. Consultada la ITC-BT-05, indicar qué puede pasar en la instalación de enlace para que la instalación sea clasificada como condicionada o negativa.
8. Localizar para tu comunidad el impreso a rellenar para la certificación de la instalación.
9. Indicar los medios técnicos y humanos mínimos necesarios para una empresa instaladora de baja tensión
según ITC-BT-03.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Instalaciones de enlace. Montaje y mantenimiento
229
5. Mantenimiento y localización
de averías en las instalaciones
de enlace
5.1. Responsabilidad y mantenimiento en instalaciones
de enlace
El mantenimiento y la reparación de la instalación de enlace, así como la reposición del extintor de la centralización serán a cargo de la comunidad de propietarios. Con más detalle, la instalación eléctrica a partir del contador estará a cargo
de los usuarios, entre la caja de protección y los contadores a cargo de la comunidad, y hasta la caja general de protección a cargo de la compañía distribuidora.
Estas operaciones deben llevarse a cabo por instaladores autorizados que deberán
comunicar, previamente, a la empresa suministradora cualquier manipulación
que realicen en la instalación. En ningún caso podrá retirarse ningún precinto
sin la conformidad expresa de la empresa suministradora o del organismo territorial competente. Es decir, la caja general de protección y los contadores solo
los manipulará la compañía distribuidora, aunque podrá acceder y manipular un
instalador autorizado por la propia compañía previo aviso a la misma.
saber más
Según la ITC-BT-05, habrá instalaciones que requerirán una inspección inicial y, más tarde, revisiones
periódicas realizadas por Organismos de Control Autorizados
(OCA) por la Administración.
Por ejemplo, cada diez años se
realizará para instalaciones comunes de edificios de viviendas de
potencia superior 10 kW una inspección que consiste en un estudio para la renovación de la cédula
de habitabilidad
5.2. Revisiones de la instalación eléctrica
Aunque la instalación eléctrica de enlace sufre desgastes muy pequeños difíciles
de apreciar, es conveniente realizar revisiones periódicas para comprobar el buen
funcionamiento de los mecanismos y el estado del cableado, de las conexiones y
del aislamiento.
En la revisión general hay que verificar la canalización de las derivaciones individuales y comprobar el estado de los conductos, fijaciones, aislamientos y tapas
de registro, además de asegurar la ausencia de humedad.
Acciones a realizar por los propios usuarios respecto al mantenimiento, tal que,
mediante inspección visual, si detecta alguna anomalía, debe consultar con un
técnico competente o instalador autorizado:
•฀ Deterioro de aislamientos en cables.
•฀ Desprendimientos o roturas de tomas de mecanismos eléctricos.
•฀ Desprendimientos de aparatos de iluminación.
•฀ Saltos reiterados de interruptores automáticos magnetotérmicos o diferenciales.
•฀ Una vez al mes comprobar el interruptor diferencial de la instalación interior.
Acciones a realizar mediante comprobación visual por un instalador autorizado
cada 5 años:
•฀ Estado de la caja general de protección: conexiones y contactos de los fusibles.
•฀ Estado, aislamiento y caída de tensión de conductores, línea repartidora, y
líneas individuales y de distribución.
•฀ Estado de precintos.
•฀ Estado de los dispositivos de protección de líneas de fuerza motriz, cuadro general de protección de líneas de alumbrado y cuadro general de distribución.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 7
230
5.3. La toma de tierra
La puesta de tierra tiene por objeto derivar a tierra las corrientes defectuosas,
descargas eléctricas naturales y anular de la diferencia de potencial eléctrico
entre el edificio y el terreno del entorno. Por tanto, cualquier anomalía sufrida
por el usuario de un edificio en forma de descargas o calambres debe ponerse en
conocimiento de un especialista para su estudio e intervención.
Acciones de mantenimiento a realizar por los propios usuarios de forma permanente son: observar si hay roturas y deterioros en los dispositivos de toma de tierra
en enchufes. Si aparecieran anomalías, consultar con el técnico competente o el
instalador autorizado.
Se debe realizar una inspección de la instalación de puesta a tierra cada año en
la época en que el terreno esté más seco, además de la comprobación de la continuidad y de las conexiones de los circuitos de tierra.
5.4. Averías más comunes en instalaciones de enlace
Las averías más comunes que pueden producirse en las instalaciones de enlace
son las siguientes:
Avería
Debida a…
Solución
Bornes de la CGP o bornes
de conexión en
el embarrado se calientan
Tornillos flojos o exceso de
intensidad en los fusibles
Apretar los tornillos
Fusibles situados en la CGP
o en la CPM se funden
Exceso de intensidad
por sobreconsumo o
cortocircuito en la línea
Revisión de la instalación
para detectar cortocircuito
y sustitución de los fusibles
Conductores de la LGA se
calientan
Elevada intensidad en los
mismos o refrigeración
inadecuada
Revisión de la instalación
Fusibles situados la
centralización de
contadores se funden
Exceso de intensidad por
sobreconsumo en la línea o
cortocircuito en la línea
Revisión de la instalación
para detectar cortocircuito
y sustitución de los fusibles
Conductores de la DI
se calientan
Elevada intensidad en los
mismos o refrigeración
inadecuada
Revisión de la instalación
ICP se dispara
Exceso de consumo,
cortocircuito en alguna de
las líneas interiores
Contratar mayor potencia
o buscar alternativas al
consumo. Sustitución
de equipos defectuosos.
Revisión de la instalación del
usuario para unaw revisión
de las protecciones
Interruptores automáticos
diferenciales se disparan
Se produce una derivación
a tierra o falla el aislamiento
de receptores o conductores
Revisión de la instalación
interior para localizar
equipos defectuosos
Interruptores automáticos
magnetotérmicos se
disparan
Se ha producido un
cortocircuito o una
sobrecarga en la instalación
Revisión de la instalación
interior para localizar
equipos defectuosos
a
Sustitución de los fusibles
tras volver a dimensionar los
mismos
Tabla 7.17. Averías más comunes en instalaciones de enlace.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Instalaciones de enlace. Montaje y mantenimiento
231
5.5. Técnicas de localización de averías en instalaciones
de enlace
Una primera inspección visual puede servir para localizar puntos calientes en
la instalación, por ejemplo, visualización de decoloraciones y deterioros de
aislamientos debido a calentamientos excesivos, oxidación o suciedad en los
contactos que provoquen un aumento de resistencia en la conexión, o cables
que presenten roturas en el aislamiento. Del mismo modo, se observa si se ha
fundido un fusible o hay algún cable, fusible o base claramente estropeado
debido a una sobrecarga o cortocircuito. También si se encuentran elementos
de la CGP o centralización de contadores que no estén fijos debido a posibles
roturas de los anclajes.
Para realizar un estudio de la instalación, se puede recurrir a utilizar un analizador
de redes eléctricas y armónicos, con él es posible:
•฀ Detectar posibles líneas sobrecargadas (sistema desequilibrado y efectos sobre
los fusibles de protección).
•฀ Detectar consumo excesivo de potencia reactiva (fallo en los equipos de corrección del factor de potencia o su inexistencia).
•฀ Detectar la aparición de armónicos de 3er orden (que se suman en el neutro y
pueden provocar sobrecalentamiento en el neutro).
•฀ Estudiar el consumo a lo largo del día por si interesa una discriminación
horaria o incluir sistemas de eficiencia energética (permite dejar el equipo
realizando medidas y después analizar los resultados medidos mediante aplicaciones informáticas).
Potencia activa y reactiva de la instalación
16
14
12
10
8
6
4
2
0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Horas
Figura 7.30. Analizador de redes y armónicos AD6830 (derecha) y ejemplo de medidas donde
se ha detectado un exceso de consumo de energía reactiva izquierda).
a
Como se puede ver en la tabla 7.17, se pueden detectar anomalías antes de que
se produzca la avería. Por ejemplo, que se produzca un cortocircuito debido a una
sobrecarga continua, que se pierda el aislamiento de los conductores o que aparezca una rotura en las bases o conexiones de los fusibles. En estos casos, puede
usarse una cámara termográfica para obtener una medida de temperatura en los
puntos de conexión (conexión de fusibles en CGP y centralización, conexión en
interruptor general de maniobra, conexiones embarrado, etc.).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Q (kVAr)
P (kW)
Unidad 7
232
Una termografía consiste en la fotografía térmica de la instalación, es decir, permite obtener patrones de calor en el espectro de longitud de onda infrarroja sin
tener contacto directo con la instalación.
a Figura 7.31. Cámara termográrfica TiR105 (derecha) y ejemplo de termografía que detecta
fallo o sobreconsumo en uno de los fusibles (izquierda). (Cortesía de Fluke).
Cuando la avería es producida por disparo en diferenciales, se pueden seguir los
siguientes pasos:
1. Identificación de los dispositivos en la CGMP (el número de circuitos dependerá del año de la vivienda) y desconexión de todos los magnetotérmicos que
dependen del diferencial.
2. Se van conectando uno a uno los magnetotérmicos de cada circuito para localizar la línea que provoca la avería. Si el diferencial se dispara sin tener ningún
circuito conectado, hay que sustituir el diferencial.
Figura 7.32. Medidor de aislamiento AD511. (Cortesía de ADInstruments).
a
3. Una vez se ha identificado la línea que provoca el disparo del diferencial,
desconectar todos los electrodomésticos o receptores de esa línea; si el fallo
desaparece, alguno de los equipos desconectados provoca el fallo.
4. Si el fallo no ha desaparecido, entonces el fallo es en la línea. En ese caso hay
que seguir la línea de dicho circuito. Se puede utilizar un medidor de aislamiento.
El procedimiento sería similar para el salto del magnetotérmico, aunque en este
caso podría ser debido a una sobrecarga o a un cortocircuito y no debido a una
derivación a la toma de tierra. Si el salto es del ICP, puede ser debido a un sobreconsumo o a un cortocircuito donde no actúe el magnetotérmico que protege al
circuito en cuestión.
5.6. Esquema de la instalación de enlace
En la Memoria Técnica de Diseño (MTD) hay un apartado que incluye el esquema unifilar completo de la instalación y el plano de situación. Según la comunidad, puede incluir espacio para tal fin o indicar que se adjunta con la MTD. En la
figura 7.33 se muestra el esquema unifilar de la instalación de enlace.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Instalaciones de enlace. Montaje y mantenimiento
233
En el proyecto se dispone del documento Planos que contendrá los siguientes
esquemas: plano de situación, planos de cada una de las plantas del edificio, esquema unifilar de la instalación eléctrica, situación de los elementos en cada una
de las plantas, esquemas de los circuitos de mando y protección de las viviendas,
locales y servicios comunes, esquemas detallados de la toma de tierra y de la
conexión equipotencial, la distribución de la centralización de contadores y las
características de las canalizaciones.
Ático A
Ático B
3 x 16 mm
3 x 16 mm2
2
saber más
Para la representación gráfica, se
puede recurrir a aplicaciones gráficas de diseño vectorial, la más
conocida es AutoCAD.
Aunque se pueden utilizar aplicaciones de dibujo de menos potencial para representar esquemas
simples, como la aplicación TinyCAD, sería necesaria la creación de
todos los símbolos eléctricos para
ser incluidos en sus librerías.
Vivienda A
3 x 10 mm2
Vivienda C
Vivienda B
3 x 10 mm2
3 x 10 mm
2
Local A
4 x 16 mm2
Servicios
comunes
Local B
4 x 16 mm
kWh
kWh
kWh
160A
kWh
kWh
kWh
kWh
Interruptor General
maniobra
Centralización contadores
CGP
Línea de enlace
a tierra
kWh
Línea principal de tierra
4 x 16 mm2
2
Acometida
a
Figura 7.33. Esquema unifilar instalación de enlace (ejemplo del apartado 3.7).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 7
234
ACTIVIDADES FINALES
■ 1. Considerando suministro trifásico a un edificio de viviendas (230/400 V) cuya demanda prevista es de 150
kW con un cos ϕ de 0,9, calcular:
a) La intensidad total que circulará por la LGA.
b) El esquema a utilizar en la CGP teniendo en cuenta que la acometida es aérea y la salida es por la parte inferior. Se ubicará empotrada en obra.
c) La designación de la CGP a utilizar teniendo en cuenta bases BUC.
d) Elección comercial de la caja en el catálogo del fabricante.
■ 2. A partir del siguiente croquis de una instalación de enlace para un edificio de viviendas:
Línea general de
alimentación
A
Red de distribución
de energía eléctrica
Calcular:
a) Características de la CGP incluyendo su designación. Indicar el tamaño A del mechinal.
b) Diámetro del tubo para una sección de la fase siendo la sección de la LGA de 95 mm2. Incluir las características comerciales del mismo y buscar precios.
c) Sección utilizada para el conductor de neutro, así como la designación utilizada para los cables de la LGA.
■ 3. La potencia prevista para un bloque de viviendas es de 90 kW, con una tensión de suministro eléctrico de
230/400 V y con una sección de LGA de 120 mm2 (mediante tubo enterrado). Calcular:
a) La intensidad total que circulará por la LGA.
b) Esquema a utilizar teniendo en cuenta que la acometida es aérea y la salida de la CGP es por la parte inferior.
Se ubicará sobre la fachada.
c) Talla e intensidad de los fusibles.
d) Designación de la CGP a utilizar teniendo en cuenta bases BUC.
e) Elección comercial de la caja en el catálogo del fabricante.
■ 4. En un edificio de 10 viviendas la distribución es de 2 viviendas por planta, siendo la distancia entre plantas de
3 metros. La potencia prevista para cada vivienda es de 5 750 W y la planta baja se destina a garaje. Calcular:
a) Las secciones a utilizar para la derivación individual teniendo en cuenta un suministro monofásico y que la
distancia entre la puerta y la canaladura por donde discurre la DI es de 3 m (por ejemplo, la distancia de la centralización hasta la primera planta es de 3 m más 3 m, es decir, 6 m, pero para la segunda planta será 6 m más
3 m, es decir, 9 m, y así sucesivamente). Se realiza con tubos empotrados en pared.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Instalaciones de enlace. Montaje y mantenimiento
ACTIVIDADES FINALES
b) Indicar los diámetros mínimos para cada derivación individual.
c) Buscar características y precios para los diámetros de los tubos elegidos.
■ 5. Dos viviendas unifamiliares (adosadas) comparten una misma caja empotrada en la fachada para albergar
los contadores. Las potencias previstas para cada una de ellas es de 9,2 kW, con suministro monofásico. La
canalización que va desde la caja hasta el interior de la vivienda transcurre a través de un pequeño patio,
por lo que se realizará enterrada recubierta de hormigón con una distancia de 15 m.
a) ¿Lleva la instalación LGA?, ¿por qué?
b) ¿Cómo se denomina la caja?, ¿lleva CGP?
c) ¿La instalación lleva DI?, ¿cuántas?
d) Características de la caja a elegir incluyendo la designación.
e) ¿Qué diámetro de tubo se utilizará para la canalización de la instalación de enlace?
f) Valor del magnetotérmico general a instalar en la CGMP.
g) ¿Qué potencias podrán contratar ambas viviendas?
h) Si la potencia a contratar es de 4,6 kW en suministro monofásico, ¿qué valor de ICP se instalará?
■ 6. ¿Es recomendable contratar discriminación horaria para una vivienda que realiza su mayor consumo durante las horas centrales del día, es decir, al mediodía y durante las primeras horas de la tarde? Se supone
que el suministro es monofásico y que la potencia es inferior a 10 kW.
■ 7. Realizar el esquema unifilar de una instalación de enlace de una pequeña finca de pisos de 4 plantas con 1
vivienda por planta con contador para servicios comunes. Sabiendo que la sección de la LGA es de 50 mm2
y que las secciones son: 10 mm2 (servicios comunes), 6 mm2 (las dos primeras plantas) y 10 mm2 (las dos
últimas).
■ 8. Completar una memoria técnica de diseño (escoger el formato de tu comunidad autónoma) para una
finca de pisos de 4 viviendas por planta (con 2 plantas) con potencia prevista de 5,75 kW cada una, teniendo en cuenta que en la planta baja hay 2 locales comerciales de 40 m2 cada uno. La potencia prevista
para servicios comunes es de 8 kW.
La toma de tierra se realiza en una malla con una longitud total de 100 m de cable desnudo de 35 mm2
en la cimentación, y deducir si se necesita alguna pica para reducir su valor. Además, el edificio no cuenta
con pararrayos.
La acometida es aérea y no hay espacio suficiente en la fachada para colocar la CGP empotrada en ella.
El tubo que va desde la CGP hasta la centralización va empotrado en obra con una longitud de 12 m. Los
tubos que van desde la centralización hasta cada vivienda discurren a través de un hueco en obra. La altura
entre plantas se considera 2,5 m, y la distancia entre el hueco en obra por donde discurren los tubos hasta
la entrada de cada vivienda es de 5 m para dos viviendas (más próximas a la canaladura) y para las otras
dos es de 8 m. La longitud desde la centralización hasta los locales es de 6 m, y la distancia al cuadro de
servicios comunes es de 5 m.
entra en internet
■ 9. Para los datos de la actividad 7, buscar información en Internet sobre catálogos para instalar una centralización de contadores tipo modular y que se ajuste a las características indicadas por la empresa distribuidora de tu zona.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
235
Unidad 7
236
PRÁCTICA PROFESIONAL
HERRAMIENTAS
•฀ Herramientas básicas de electricista
Conexionado de contadores
MATERIAL
•฀ Cable de 6 mm2 de Cu, 450/750 V
y clase 2. Colores: negro, azul y bicolor amarillo-verde
•฀ Contador de energía
•฀ Magnetotérmicos
OBJETIVO
Se pretende que el instalador sea capaz de realizar las conexiones de un contador y su situación en la instalación de enlace. Se realizará la conexión de varios
esquemas típicos para que el instalador se familiarice con las tareas de conexión
de contadores.
•฀ Diferencial
•฀ ICP
CONOCIMIENTOS PREVIOS
La instalación de enlace finaliza en el cuadro general de mando y protección (CGMP) que se encuentra dentro de la
vivienda o local. En él se alojarán las protecciones de la instalación y, desde él, partirán cada uno de los circuitos. En
el CGMP se incluirán, como mínimo, los siguientes dispositivos:
•฀ Interruptor de control de potencia (ICP) cuyo valor dependerá de la potencia contratada.
•฀ Interruptor general automático (IGA) cuyo valor dependerá de la potencia prevista.
•฀ Interruptor diferencial (ID) de sensibilidad 30 mA contando con 1 por cada 5 circuitos.
•฀ Interruptor magnetotérmico (PIA) cuyo valor dependerá del circuito a proteger. Se cuenta con uno por cada circuito.
•฀ Protección contra sobretensiones si fuera necesario en función de la ITC-BT-23.
Los valores característicos para el interior de una vivienda (intensidad de los magnetotérmicos, secciones a utilizar y
diámetro exterior de los tubos para cada circuito) se muestran en la ITC-BT-25.
En la siguiente figura se muestra el esquema del CGMP de una vivienda de electrificación básica, así como el conexionado con la caja de protección y medida (CPM).
10A
C1
40A
300mA
16A
C2
kWh
25A
C3
CPM
ICP
IG
ID
20A
C4
16A
CGMP
a
Figura 7.34. Esquema de montaje.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
C5
Instalaciones de enlace. Montaje y mantenimiento
237
DESARROLLO
Parte 1
La primera parte de la práctica consistirá en la preparación de un tablero donde se realizará la conexión, para ello se
debe disponer de: contador, fusible y la CGMP. El esquema es el siguiente:
Fusible
1
N
C 25A
Fase
N
C 25A
1
N
40A
1
N
C 25A
I∆n=0,03A
1
N
C 20A
1 N
1 N
1 N
C16A C16A C10A
Neutro
2
a
1
N
2
N
2
N
2
N
2
N
2 N
2 N
2 N
Figura 7.35. Croquis del montaje de una instalación electrificación básica.
Una vez se ha completado el montaje en el tablero hay que realizar los siguientes pasos:
1. Conexionado del contador monofásico para una instalación de grado de electrificación básica (figuras 7.34 y
7.35). Completar el conexionado de los dispositivos del CGMP.
2. Conexionado del portafusible y colocación del mismo.
3. Conexión de los receptores a cada circuito (punto de luz, bases de enchufe, etc.), alimentación a la línea de 230 V
comprobando el funcionamiento del contador de energía. Realizar las medidas de tensión en cada circuito.
4. En la figura 7.35 se indica que ha sido utilizado un ICP de 25 A, justificar la elección.
5. Realizar el esquema unifilar del montaje.
6. Consultando la ITC-25, completar la siguiente tabla sobre el montaje realizado:
Circuitos
Destino
Potencia
Magnetotérmico
Sección
Diámetro tubo
C1
C2
C3
C4
C5
7. En el caso que esté prevista la instalación de los siguientes circuitos: C6, C7. C8, C9 y C10, se considerará que
la vivienda pasa a ser de electrificación elevada. Realizar las modificaciones y conexiones en el tablero, indicando cómo se conectará en el croquis de la figura 7.36.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 7
238
PRÁCTICA PROFESIONAL (cont.)
El esquema es el siguiente:
Fusible
1
Fase
a
N
1
N
C 32A
C 32A
2
2
1
N
40A
1
N
N
1 N 1 N 1 N 1 N 1 N
C 25A
C 25A
C 25A
C 20A
C 20A
C16A C16A C16A C10A C10A
2
2
2
2
2
2 N 2 N 2 N 2 N 2 N
1
40A
I∆n=0,03A
I∆n=0,03A
N
1
N
1
N
1
N
1
Neutro
N
N
2
N
2
N
N
N
N
N
N
Figura 7.36. Croquis del montaje de una instalación electrificación elevada.
8. Conexionado del portafusible y colocación del mismo.
9. Conexión de los receptores a cada circuito (punto de luz, bases de enchufe, etc.), alimentación a la línea de 230 V
comprobando el funcionamiento del contador de energía. Realizar las medidas de tensión en cada circuito.
10. En la figura 7.x2 se indica que ha sido utilizado un ICP de 32 A, justificar la elección.
11. Realizar el esquema unifilar del montaje.
12. Consultando la ITC-25, completar la siguiente tabla sobre el montaje realizado:
Circuitos
Destino
Potencia
Magnetotérmico
Sección
Diámetro tubo
C6
C7
C8
C9
C10
Parte 2
La segunda parte de la práctica consiste en la realización de la conexión de un sistema trifásico, para ello se realizan
los siguientes pasos:
1. Realizar el montaje en el tablero con el contador de energía trifásico y el dispositivo de protección. Realizar
las conexiones en el tablero, indicando cómo se conectarán en el croquis de la figura 7.37. Conexionar del
portafusible y colocación del mismo.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Instalaciones de enlace. Montaje y mantenimiento
2. Conectar la carga inductiva a la salida del contador de reactiva, por ejemplo, un motor trifásico y una protección magnetotérmica. Comprobar la conexión estrella o triángulo en los bornes de conexión del motor.
3. Realiza el esquema unifilar del montaje.
4. Alimentar el circuito con una línea trifásica de 400 V y poner en funcionamiento el motor.
5. Realizar mediciones en los momentos de arranque y de trabajo del motor.
R
T
S
N
a
Figura 7.37. Croquis del montaje de una instalación trifásica.
Parte 3
La tercera parte de la práctica consiste en la conexión de una pequeña centralización de contadores sobre un panel
destinado a tal fin, donde se encuentra ya situada una CGP y una centralización de contadores modular. Los pasos son:
1. Realizar una identificación visual de cada una de las partes. Realizar el esquema unifilar de la instalación.
2. Realizar el conexionado en la CGP, colocación de los fusibles y comprobación de los fusibles con el multímetro
utilizando el medidor de continuidad.
3. Conexionado de la CGP al interruptor de maniobra de la centralización.
4. Conexionado de los contadores al embarrado.
5. Conectar algunas cargas a la salida, por ejemplo, una estufa.
6. Conectar receptores a cada derivación (estufa, puntos de iluminación, etc.), alimentando la instalación.
7. Comprobar el funcionamiento de los contadores de energía. Realizar las medidas de tensión en cada
derivación.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
239
Unidad 7
240
MUNDO TÉCNICO
Contadores de energía para consumos parciales
La energía eléctrica adquiere cada día una mayor importancia en las sociedades actuales, ya que, debido a su constante desarrollo y crecimiento, el consumo de dicha energía en industrias y en hogares ha ido aumentando. Por este
motivo es muy importante un uso racional y eficiente de la energía eléctrica.
En la actualidad, muchas empresas e industrias buscan soluciones para obtener un mayor control de su consumo
y poder gestionar de forma eficiente la energía consumida. Existen en el mercado pequeños equipos, como el
analizador de redes eléctricas, que nos permiten realizar dichas lecturas sin tener que recurrir a equipos de instrumentación eléctrica.
a Figura
7.38. Contadores de energía. (Cortesía de Circutor).
Algunos dispositivos pueden incorporar puertos de comunicación, como un equipo informático con un sistema Scada,
que permite establecer un punto central de telemedida donde queda contabilizado el histórico de consumos parciales. En la siguiente figura se muestra un ejemplo para el control del consumo total de una instalación, realizando las
medidas de los consumos parciales de: maquinaria, motores, bombas de agua, etc. Este sistema puede ser aplicado a
centros comerciales, lugares residenciales, hospitales, etc., siendo posible la visualización de toda la información en la
pantalla del ordenador (histórico de consumos, control de costes, simulación de recibos, lecturas, etc.).
EDMk
M31751
EDMk
M31751
EDMk
M31751
RED 485
RED 485
TCP2RS-TCP
M54032
PC
LAN
Red Ethernet
a Figura
7.39. Ejemplo de aplicación. (Cortesía de Circutor).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Instalaciones de enlace. Montaje y mantenimiento
241
EN RESUMEN
DOCUMENTACIÓN, MONTAJE Y MANTENIMIENTO
DE INSTALACIONES DE ENLACE
Proyecto
DOCUMENTACIÓN
INSTALACIÓN DE ENLACE
Ubicación
Memoria técnica
de diseño
INSTALACIÓN CGP o CPM
Esquemas
CANALIZACIONES,
CANALADURA
Y CAJA DE REGISTRO
Tarificación
eléctrica
CONTADORES
MANTENIMIENTO Y
LOCALIZACIÓN DE AVERÍAS
EVALÚA TUS CONOCIMIENTOS
Derivación
individual
Línea general
de alimentación
Centralización
Conexionado
Resuelve en tu cuaderno
o bloc de notas
1. El término de energía indica:
a. la potencia consumida.
b. la energía consumida.
c. la potencia contratada.
4. El término de potencia indica:
2. ¿Cada cuántas derivaciones individuales hay que
instalar un tubo de reserva?
a. Cada 5 derivaciones individuales o fracción.
b. Cada 8 derivaciones individuales o fracción.
c. Cada 10 derivaciones individuales o fracción
5. En las redes inteligentes, ¿irán integrados los ICP
en el equipo de medida de los contadores de telegestión?
3. Para alimentar a una vivienda unifamiliar con suministro monofásico desde la centralización hasta el ICP, se utilizará una sección de 10 mm2 de
designación ES07Z1 y empotrado en obra, ¿cuál
será el diámetro?
a. 32 mm.
b. 40 mm.
c. 50 mm.
a. la potencia consumida.
b. la energía consumida.
c. la potencia contratada.
a. Sí.
b. No.
c. En ocasiones.
6. ¿Qué características tendrán los sistemas de conducción de cables de una LGA en relación con la
seguridad contra incendios de un edificio?
a. Serán no propagadores de llama.
b. Serán propagadores de llama.
c. No tienen que cumplir ninguna condición especial.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 8
242
8
Seguridad y prevención
de riesgos laborales
vamos a conocer...
1. Riesgo eléctrico
2. Efectos de la corriente eléctrica sobre
el cuerpo humano
3. Factores que influyen en los efectos
de la corriente
4. Tipos de contacto
5. Actuación ante un accidente eléctrico
6. Trabajos y maniobras eléctricas
7. Normas de seguridad aplicables a redes
aéreas y subterráneas de baja tensión
8. Riesgos y medidas preventivas en centros
de transformación de interior
9. Distancias de seguridad para trabajos
en proximidad a instalaciones eléctricas
PRÁCTICA PROFESIONAL
Importancia de la puesta a tierra. Simulación
de la corriente a través de una persona en caso
de contacto indirecto
MUNDO TÉCNICO
La seguridad eléctrica en hospitales
y al finalizar esta unidad...
Sabrás qué es un contacto directo e indirecto,
así como sus medidas de protección.
Sabrás cómo actuar ante un accidente eléctrico.
Conocerás la secuencia de maniobras al quitar
y reponer servicio eléctrico en una instalación.
Identificarás las señales empleadas para delimitar
una zona de seguridad.
Conocerás los equipos de protección individual
(EPI) y colectivos a usar en trabajos eléctricos.
Sabrás los riesgos que se derivan del montaje
y desarrollo de líneas eléctricas de BT (aéreas
y subterráneas) y centros de transformación.
Conocerás conceptos como trabajador autorizado,
trabajador cualificado, jefe de servicio, etc.
Conocerás las cinco reglas de oro para trabajos
sin tensión.
Identificarás las distancias de seguridad para
trabajos en proximidad a instalaciones eléctricas
según el INSHT (Instituto Nacional de Seguridad
e Higiene en el Trabajo).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
243
CASO PRÁCTICO INICIAL
situación de partida
Redes e Instalaciones eléctricas ÁTOMO, empresa especializada
en montajes e instalaciones eléctricas en media y baja tensión,
quiere formar a su personal en prevención y riesgos laborales
derivados de las instalaciones eléctricas. Para ello ha contactado
con una empresa especializada en el tema solicitando información sobre cuáles serían los puntos claves en la formación que
necesitan.
•฀ Cómo฀actuar฀ante฀un฀accidente฀eléctrico.
La empresa formadora, después de analizar los trabajos que se
realizan, les ha remitido un programa con los siguientes puntos
formativos:
•฀ Normas฀de฀seguridad฀que฀emplean฀las฀empresas฀suministradoras de energía en instalaciones como redes eléctricas de distribución o centros de transformación (CT).
•฀ Nociones฀sobre฀los฀efectos฀de฀la฀corriente฀en฀el฀cuerpo฀humano฀
y qué factores agudizan estos efectos en caso de electrocución.
•฀ Conocimiento฀de฀las฀distancias฀de฀seguridad฀en฀trabajos฀con฀
zonas en proximidad en tensión.
•฀ Conocimiento฀de฀la฀señalización฀y฀código฀de฀colores.
•฀ Conocimiento฀de฀la฀ropa฀de฀trabajo฀adecuada฀y฀empleo฀de฀los฀
equipos de protección individual (EPI) de seguridad.
•฀ Conocimiento฀de฀las฀cinco฀reglas฀de฀oro฀para฀las฀maniobras฀de฀
dar y quitar servicio.
estudio del caso
Analiza cada punto del tema con el objetivo de contestar el resto de preguntas de este caso práctico.
1. ¿Qué efectos, directos e indirectos, puede ocasionar
la corriente eléctrica en caso de recorrer el cuerpo de
una persona?
2. ¿Sabrías decir cómo influye el tipo de corriente (continua o alterna) y la impedancia del cuerpo cuando se
produce una electrocución?
3. ¿Sabrías cómo actuar ante un accidente eléctrico?
4. ¿Conoces el código de formas y colores para señales
de seguridad?
5. Cita las cinco reglas de oro y su secuencia de aplicación.
6. ¿Sabrías enumerar las medidas preventivas, y las
protecciones individuales y colectivas que se deben
utilizar al realizar un trabajo sin tensión en una instalación en BT?
7. ¿Sabrías decir dónde se pueden encontrar las distancias de seguridad a aplicar en trabajos en proximidad
a instalaciones eléctricas?
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 8
244
1. Riesgo eléctrico
Se denomina riesgo eléctrico al producido por cualquier tipo de operación en
instalaciones eléctricas de baja y alta tensión.
También se puede definir como la probabilidad de que el cuerpo humano quede
sometido a una diferencia de potencial y pueda ser recorrido por una corriente
eléctrica.
En estas definiciones quedan incluidos los riesgos de:
V
R
•฀ choque eléctrico por contacto con elementos en tensión o con masas puestas
accidentalmente en tensión,
•฀ quemaduras por choque eléctrico o por arco eléctrico,
•฀ caídas o golpes como consecuencia de choque o arco eléctrico,
•฀ incendios o explosiones originados por la electricidad.
Figura 8.1. Choque eléctrico.
(Cortesía del Instituto Nacional de
Seguridad e Higiene en el Trabajo,
INSHT).
a
Según lo anterior, los tipos de acoplamiento son:
•฀ Conductivo. Acción de la corriente.
•฀ Inductivo. Acción del campo magnético.
•฀ Capacitivo. Acción del campo eléctrico.
Figura 8.2. Acoplamientos eléctricos: conductivo (izquierda), inductivo (centro) y capacitivo (derecha).
a
2. Efectos de la corriente eléctrica
sobre el cuerpo humano
La corriente eléctrica, al recorrer el cuerpo humano, puede provocar lesiones
físicas e incluso el fallecimiento por fibrilación ventricular.
caso práctico inicial
Los efectos de la corriente eléctrica
en el cuerpo humano se clasifican
en directos e indirectos.
Se puede encontrar más información al respecto si consultas la
página web del INSHT.
Según la Ley de Ohm:
I=
U
Z
Siendo: U la tensión, Z la impedancia del cuerpo humano e I la intensidad que
lo recorre.
Los efectos que produce la corriente eléctrica pueden ser directos o indirectos.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Seguridad y prevención de riesgos laborales
245
2.1. Efecto directo
El efecto directo es el provocado por la corriente al circular por el cuerpo, es decir,
es el choque eléctrico, siendo sus consecuencias inmediatas. Este efecto puede
producir las siguientes alteraciones funcionales:
•฀ Fibrilación ventricular, paro cardíaco. Consiste en el movimiento anárquico
del corazón, es una sucesión de contracciones rápidas y desordenadas de las
fibras del miocardio. Cuando la fibrilación afecta a los ventrículos es mortal.
•฀ Asfixia. Aparece cuando el paso de la corriente afecta al centro nervioso que
regula la función respiratoria.
•฀ Tetanización muscular. Es el movimiento incontrolado de los músculos como
consecuencia del paso de la corriente eléctrica. Produce pérdida de control,
generalmente, de brazos y piernas.
•฀ Quemaduras. La circulación de corriente por el cuerpo humano puede producir quemaduras en su trayectoria por el efecto Joule.
•฀ Electrocución. Fallecimiento debido a la acción de la corriente en el cuerpo
humano.
En la mayoría de los accidentes eléctricos fatales, la muerte del afectado se produce por paro cardíaco (entre un 10 y 20%).
2.2. Efecto indirecto
No son provocados por la propia corriente, sino que se deben a:
•฀ Golpes contra objetos, caídas, etc. Son ocasionados tras el contacto con la
corriente, que puede producir una pérdida de equilibrio y la caída al mismo o
a distinto nivel con riesgo de lesiones, fracturas o incluso pudiendo producir
la muerte.
•฀ Quemaduras. Producidas debido al arco eléctrico.
3. Factores que influyen en los efectos
de la corriente
Los factores que influyen se describen a continuación:
•฀ intensidad de corriente que circula por el organismo,
•฀ tiempo de paso de la corriente,
•฀ tensión aplicada al organismo,
•฀ impedancia eléctrica del cuerpo humano,
•฀ trayectoria de la corriente en el cuerpo humano,
•฀ naturaleza de la corriente,
•฀ frecuencia de la corriente, en caso de corriente alterna.
También podrían incluirse otros factores que influyen, en mayor o menor medida,
en el paso de corriente a través de las personas:
•฀ estado físico y emocional,
•฀ sexo de la persona.
caso práctico inicial
Tanto la corriente alterna como la
continua generan efectos perjudiciales si atraviesan el cuerpo. En el
punto 3 se pueden conocer esos
efectos, así como saber la importancia de la impedancia corporal.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 8
246
3.1. Intensidad de corriente que circula por el organismo
Los efectos de la corriente en el cuerpo dependen del valor de la misma y del
tiempo durante el cual esté circulando.
La siguiente figura muestra las diversas zonas en función de ambos parámetros:
Duración de la corriente
ms
A
10000
B
C1
C 2 C3
5000
2000
1000
500
200
1
2
3
4
100
50
20
mA
10
0,1
0,5
0,2
2
1
10
5
50
20
200
1000
5000
100
500 2000 10000
30 mA
a
Figura 8.3. IEC 60479-1 Efectos de la corriente. (Cortesía de Schneider Electric).
Se distinguen las siguientes zonas:
•฀ Zona 1. Habitualmente ninguna reacción.
•฀ Zona 2. Normalmente ningún efecto fisiológico peligroso.
•฀ Zona 3. Ningún daño orgánico. Es probable la aparición de contracciones
musculares, dificultando la respiración, paradas temporales del corazón sin
llegar a la fibrilación ventricular.
•฀ Zona 4. Riesgo de parada cardiaca por fibrilación ventricular, parada respiratoria, quemaduras graves, etc.
Dentro de estas zonas destacamos los siguientes puntos:
•฀ A. Umbral de percepción.
•฀ B. Umbral de no soltar.
•฀ C1. Umbral de producción de fibrilación.
•฀ C2. Curva de probabilidad de fibrilación 5%.
•฀ C3. Curva de probabilidad de fibrilación 50%.
La máxima corriente que puede soportar una persona sin peligro, independientemente del tiempo que dure la conexión, se denomina umbral absoluto de
intensidad.
Es la corriente al recorrer el cuerpo humano la que provoca los efectos fisiológicos, no la tensión. Esta corriente no es perceptible: no tiene olor, solo en
cortocircuito aparece ozono; no es visible; no se detecta por el oído, solamente
un leve zumbido.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Seguridad y prevención de riesgos laborales
247
3.2. Tiempo de paso de la corriente
Junto con la intensidad, la duración del contacto es el factor que más influye en
las consecuencias del accidente eléctrico.
El tiempo máximo que puede soportar una persona el paso de una corriente en
BT, sin peligro, se denomina umbral absoluto de tiempo.
En corriente alterna a 50 Hz, la duración del periodo es de 0,02 segundos y se
considera ese valor como umbral absoluto de tiempo.
Con dicho tiempo de contacto no se producirá fibrilación ventricular.
3.3. Tensión aplicada al organismo
El límite de la tensión de seguridad debe ser aquel que dé lugar a un valor de
intensidad que no suponga riesgos para las personas.
El Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT) limita los valores de
tensión de seguridad a:
•฀ 24 V para locales mojados,
•฀ 50 V para locales secos.
3.4. Impedancia eléctrica del cuerpo humano
Las diferentes partes del cuerpo humano (la piel, la sangre, los músculos, otros
tejidos y las articulaciones) presentan una impedancia formada por elementos
resistivos y capacitivos.
El valor de la impedancia depende de:
•฀ el trayecto y duración del paso de la corriente,
saber más
Se establecen unos valores de
resistencia del cuerpo humano en
función del estado de la piel y para
una tensión de 250 V.
•฀ 1 500 Ω para piel seca.
•฀ la tensión de contacto,
•฀ 1 000 Ω para piel húmeda.
•฀ la frecuencia de la corriente,
•฀ 650 Ω para piel mojada.
•฀ el estado de humedad de la piel,
•฀ 325 Ω para piel sumergida.
•฀ la superficie de contacto, la presión ejercida y la temperatura.
3.5. Trayectoria de la corriente en el cuerpo humano
En función de qué puntos se encuentren a distinta tensión, la corriente circulará
por un camino o por otro.
a
Figura 8.4. Recorrido de la corriente por el cuerpo humano.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 8
248
3.6. Naturaleza de la corriente
La corriente continua produce un aumento de la temperatura en nuestro cuerpo
y puede ocasionar efectos electrolíticos que den lugar a embolias o, incluso, a la
muerte por electrólisis de la sangre.
La corriente alterna produce una alteración que se traduce en espasmos, sacudidas y fibrilación ventricular (ritmo desordenado del corazón).
3.7. Frecuencia en caso de ser corriente alterna
saber más
Se conoce como efecto Kelvin,
skin o pelicular al efecto por el
cual la corriente alterna tiende a
circular por la parte superficial de
los conductores.
La corriente alterna a alta frecuencia es menos peligrosa que a baja. Puede decirse
que es prácticamente inofensiva para valores superiores a 100 kHz, a estos valores
la corriente circulará por la piel (efecto Kelvin).
Para 10 000 Hz la peligrosidad es similar a la de la corriente continua.
4. Tipos de contacto
recuerda
Partes activas. Conductores y piezas
conductoras bajo tensión en servicio
normal. Incluyen el conductor neutro
y las partes a ellos conectadas.
Masa. Conjunto de las partes
metálicas de un aparato que, en
condiciones normales, están aisladas de las partes activas.
1 2 3 N
Los accidentes eléctricos se producen por entrar en contacto una persona con
elementos de una instalación o partes de la misma bajo tensión. Los contactos
pueden ser directos e indirectos.
El REBT en su ITC-BT 24 desarrolla los métodos de protección contra contactos
directos e indirectos.
4.1. Contacto eléctrico directo
Se denomina contacto directo al producido entre una persona y las partes activas o
bajo tensión de una instalación eléctrica. Puede establecerse entre:
•฀ dos conductores activos,
•฀ un conductor activo y masa.
Juego de barras
Los métodos de protección frente a este tipo de contacto son:
•฀ protección por aislamiento de las partes activas,
•฀ protección por medio de barreras o envolventes,
•฀ protección por medio de obstáculos,
a Figura 8.5. Contacto directo.
(Cortesía de Schneider Electric).
Defecto de
aislamiento
•฀ protección por puesta fuera de alcance por alejamiento,
•฀ protección complementaria por dispositivos de corriente residual.
4.2. Contacto eléctrico indirecto
Se denomina contacto indirecto al producido entre una parte del cuerpo y las masas
puestas accidentalmente bajo tensión. También se da si el contacto es con las
partes metálicas de un aparato que, en condiciones normales, están aisladas de
las partes activas.
Los métodos de protección frente a este tipo de contacto son:
•฀ separación de circuitos,
Figura 8.6. Contacto indirecto.
(Cortesía de Schneider Electric).
a
•฀ utilización de pequeñas tensiones de seguridad,
•฀ doble aislamiento,
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Seguridad y prevención de riesgos laborales
249
•฀ inaccesibilidad simultánea de elementos conductores y masas,
recuerda
•฀ recubrimiento de las masas con aislamientos de protección,
Esquema TT
•฀ conexiones equipotenciales,
Corresponde a instalaciones alimentadas directamente por una
red de distribución en BT en las
que el neutro está conectado
directamente a tierra y las masas
de los receptores están unidas a
otra toma de tierra.
•฀ puesta a tierra de las masas y dispositivos de corte por intensidad de defecto (esquema TT),
•฀ aislamiento del punto neutro de tierra, o bien unido a ella mediante una impedancia que limite la corriente de defecto (esquema IT).
L1
L2
L3
N
5. Actuación ante un accidente eléctrico
Ante cualquier accidente, siempre se debe activar el sistema de emergencia y
cumplir los siguientes pasos:
•฀ Proteger al accidentado y al que va a socorrer.
•฀ Avisar a los servicios de emergencia (hospitales, bomberos, policía, protección civil, etc.). El teléfono de emergencia en España es el 112.
•฀ Una vez que se haya protegido y avisado, se procederá a practicarle los primeros auxilios al accidentado.
El procedimiento para liberar a un accidentado por electricidad es el siguiente:
•฀ Cortar la corriente antes de tocar al accidentado. Si no es posible la desconexión,
utilizar materiales aislantes (madera, goma, etc.) para separar al accidentado.
•฀ Ante posibles caídas del accidentado al cortar la corriente, colocar mantas,
abrigos, almohadas, etc., para disminuir el efecto traumático.
•฀ Si la ropa del accidentado arde, se apagará mediante sofocación (tapándolo
con mantas, prendas de lana, nunca acrílicas) o haciéndolo rodar por la superficie en la que se encuentre.
RB
RA
Esquema IT
En este esquema el neutro está
aislado y no conectado a tierra,
o bien conectado a través de una
elevada impedancia. Por su lado,
las masas sí están conectadas a la
tierra de la instalación. En este tipo
de esquema se recomienda no distribuir el neutro.
•฀ Nunca se utilizará agua.
La secuencia se muestra en la siguiente figura:
ATRAPADO AL CIRCUITO
Tratar de desconectar
No se puede desconectar
Protección aislante
a
Se puede desconectar
Liberar
Está libre
Está consciente
Está inconsciente
Mandar a observación
Aplicar primeros auxilios
Figura 8.7. Esquema de liberación eléctrica de un accidentado.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
L1
L2
L3
N
PE
Unidad 8
250
6. Trabajos y maniobras eléctricas
saber más
Trabajador autorizado. Aquel
que ha sido autorizado por el
empresario para realizar determinados trabajos con riesgo
eléctrico, teniendo en cuenta su
capacidad para hacerlos de forma
correcta.
Trabajador cualificado. Es el
trabajador autorizado que posee
conocimientos especializados en
materia de instalaciones eléctricas,
debido a su formación acreditada,
profesional o universitaria, o a su
experiencia certificada de dos o
más años.
Jefe de trabajo. Persona designada por el empresario para asumir
la responsabilidad efectiva de los
trabajos.
Antes de realizar cualquier acción, es obligatorio establecer un procedimiento
de trabajo donde se evalúen los posibles riesgos que se pudieran presentar. Dicho procedimiento incluirá la secuencia de las operaciones a realizar, así como
los medios materiales y humanos necesarios (cualificación o formación del
personal).
Antes de iniciar cualquier trabajo eléctrico, se deberá tener en cuenta que:
•฀ la instalación se supondrá bajo tensión hasta que se haya comprobado lo contrario con los medios adecuados,
•฀ los trabajos en instalaciones eléctricas se efectuarán preferentemente sin tensión,
•฀ el trabajo en tensión sólo lo realizará personal especializado y con herramientas
adecuadas.
Todas las operaciones y maniobras para dejar sin tensión una instalación y reponerla las realizarán trabajadores autorizados y cualificados.
Las medidas de prevención y protección en trabajos sin tensión son las llamadas cinco reglas de oro. Estas reglas se aplicarán de forma secuencial, debiendo
considerarse la instalación bajo tensión hasta que no se haya completado todo
el proceso.
6.1. Cinco reglas de oro
Primera regla. Apertura de todas las fuentes de tensión
Abrir con corte visible todas las fuentes de tensión mediante dispositivos que
aseguren la imposibilidad de su cierre intempestivo.
a Figura
8.8. 1ª regla de oro. (Cortesía de Emdesa).
Los dispositivos utilizados podrán ser:
•฀ Interruptores. Pueden abrir o cerrar un circuito con carga.
•฀ Seccionadores. Deben abrir o cerrar un circuito sin carga. No tienen poder de
corte.
•฀ Fusibles. Permiten abrir o cerrar un circuito sin tensión
•฀ Puentes. Abren o cierran un circuito sin tensión en instalaciones de alta
tensión.
Figura 8.9. Apertura fuentes de
tensión. (Cortesía de CATUELEC).
a
Todos estos dispositivos deben disponer de un medio que indique de forma visible
el estado de apertura o cierre claramente.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Seguridad y prevención de riesgos laborales
251
Segunda regla. Enclavamiento o bloqueo de los dispositivos
de corte
Debe impedirse cualquier posible realimentación mediante el bloqueo de los
mecanismos de maniobra. Una vez realizado el bloqueo, deberá colocarse una
señalización para prohibir la maniobra.
Se entiende por enclavamiento o bloqueo al conjunto de operaciones que hay que
realizar para impedir una maniobra accidental.
a Figura 8.10. 2ª regla de oro. (Cortesía de Emdesa).
Se puede realizar el bloqueo por mecanismos eléctricos, mecánicos, neumáticos
o físicos.
ANVERSO
REVERSO
PELIGRO
PELIGRO
NO
ACTIVAR
ESTE
EQUIPO
NO
ACTIVAR
ESTE
EQUIPO
a Figura
ANVERSO
REVERSO
FUERA DE
SERVICIO
FUERA DE
SERVICIO
NO ACTIVAR
a Figura 8.11. Bloqueo de dispositivos de corte. (Cortesía de CATUELEC).
NO ACTIVAR
8.12. Indicadores de no conectar. (Cortesía del INSHT).
Tercera regla. Reconocimiento de la ausencia de tensión
En la zona de trabajo debe verificarse la ausencia de tensión en todos los elementos activos de la instalación eléctrica.
a Figura 8.13. 3ª regla de oro. (Cortesía de Emdesa).
Para ello, se debe actuar como si la instalación estuviese bajo tensión.
Debemos verificar la ausencia de tensión entre todos los conductores y es recomendable realizar esta comprobación con las masas también.
Figura 8.14. Reconocimiento de
la ausencia de tensión. (Cortesía
de CATUELEC).
a
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 8
252
El detector de tensión indica presencia de tensión cuando en el conductor
que se verifica se alcanza una determinada tensión mínima. Es posible, sin
embargo, que indique ausencia de tensión aunque exista en la instalación una
cierta tensión inducida, siempre y cuando esta no alcance la tensión umbral
del detector.
a Figura
8.15. Comprobadores de tensión. (Cortesía de SOFAMEL).
Cuarta regla. Puesta a tierra y cortocircuito de todas las fuentes
de tensión
Las partes de la instalación donde se vaya a trabajar deben ponerse a tierra y en
cortocircuito.
a Figura 8.16. 4ª regla de oro. (Cortesía de Emdesa).
Debe hacerse en:
•฀ las instalaciones de alta tensión,
•฀ las instalaciones de baja tensión que, por inducción o por otras razones, puedan
ponerse accidentalmente en tensión.
Figura 8.17. Puesta a tierra y cortocircuito de todas las fuentes de
tensión. (Cortesía de CATUELEC).
a
Los equipos o dispositivos de puesta a tierra y en cortocircuito deben conectarse
en primer lugar a la toma de tierra y, a continuación, a los elementos a poner a
tierra. Todos los equipos deben ser visibles desde la zona de trabajo. Si esto último
no fuera posible, las conexiones de puesta a tierra deben colocarse tan cerca de la
zona de trabajo como se pueda.
a Figura
8.18. Equipos de PaT. (Cortesía de SOFAMEL).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Seguridad y prevención de riesgos laborales
253
Quinta regla. Delimitación de la zona de trabajo mediante señalización
Se establecerá una señalización de seguridad para delimitar la zona de trabajo, así
se permite identificar el espacio de trabajo seguro.
a Figura 8.19. 5ª regla de oro. (Cortesía de Emdesa).
Figura 8.20. Delimitar zona de
trabajo. (Cortesía de CATUELEC).
a
6.2. Reposición del suministro
Se repondrá el suministro una vez finalizado el trabajo, una vez se hayan retirado
los trabajadores que no resulten indispensables y se hayan recogido las herramientas y equipos utilizados.
La secuencia sería:
•฀ Retirada de las protecciones adicionales y de la señalización de los límites de
la zona de trabajo.
•฀ Retirada de la puesta a tierra y en cortocircuito.
•฀ Desbloquear y quitar la señalización de los dispositivos de corte.
•฀ Cerrar los aparatos de maniobra.
7. Normas de seguridad aplicables
a redes aéreas y subterráneas
de baja tensión
Un compendio muy útil sobre normativa y prevención es el realizado por Unión
Fenosa, basado en el artículo 7 del R.D. 1627/97. En él se incluyen las disposiciones mínimas de seguridad y de salud en las obras de construcción.
7.1. Identificación de riesgos
Durante el desarrollo de la instalación eléctrica de una red aérea de baja tensión,
se pueden identificar los siguientes trabajos:
•฀ Transporte de materiales.
•฀ Trabajos en apoyos y en plataformas en altura.
•฀ Izado de apoyos.
•฀ Cimentación de apoyos.
•฀ Tensado de conductores.
•฀ Trabajos en tensión y sin tensión.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 8
254
caso práctico inicial
Las empresas eléctricas suelen
publicar manuales en los que se
pueden consultar los riesgos que
se derivan de una instalación eléctrica.
Durante el desarrollo de la instalación eléctrica de una red subterránea de baja
tensión, se pueden identificar los siguientes trabajos:
•฀ Transporte de materiales y apertura de zanjas.
•฀ Canalización de la línea.
•฀ Trabajos con tensión.
•฀ Trabajos sin tensión.
Cada uno de estos trabajos lleva asociado un factor de riesgo, por tanto es necesario conocer los que afectan a la actividad eléctrica.
Señalización de riesgos
caso práctico inicial
En la figura 8.22 se puede ver el
código de colores y formas usado
en la señalización de seguridad.
Es el riesgo derivado de la información que reportan las señales provisionales que
modifican las condiciones normales de la instalación (tarjetas de descargo, cintas
delimitadoras, señalización, etc.).
Las medidas preventivas son:
•฀ Conocimiento de colores y formas en las señales de seguridad que pueden
aparecer en el lugar de trabajo.
•฀ Conocimiento de los pictogramas más usuales y su significado.
•฀ Seguir las indicaciones de las señales en los lugares de trabajo.
•฀ Solicitar permiso para acceder a instalaciones que han sido señalizadas con
Prohibido el paso.
•฀ No modificar ni tapar la señalización existente, comunicando cualquier deficiencia detectada.
•฀ No procede el uso de protecciones individuales.
•฀ Las protecciones colectivas a utilizar son las propias de la actividad.
Forma geométrica
Significado
Color
Significado
Pare
Prevención
Prohibición
o acción
de mando
Información
(incluyendo
instrucciones)
a
Prohibición
Usos
Señales de Pare
Prohibido
Señales de prohibición
Acción
de mando
Uso de EPP
Precaución
Indicaciones de peligro (electricidad,...)
Ubicación de sitios o elementos
Riesgo
Guardas de maquinaria
Peligro
Demarcación de áreas de trabajo
Condición
de seguridad
Salidas de emergencia, escaleras, etc.
Control de marcha de máquinas y equipos
Figura 8.21. Formas y colores de señalización.
Trabajos sin tensión (BT)
En la ejecución de trabajos (operación, maniobras, supervisión, mantenimiento
o reparación) en instalaciones de baja tensión sin tensión, pueden aparecer distintos riesgos.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Seguridad y prevención de riesgos laborales
255
Las medidas preventivas son:
•฀ En el lugar de corte y en el propio lugar de trabajo, efectuar la apertura y el
cierre de los circuitos, siguiendo las indicaciones dadas para la supresión y
reposición de tensión.
•฀ En lugares conductores, se deben extremar las precauciones de aislamiento
durante los procedimientos de ejecución.
•฀ No realizar trabajos en tensión en lugares con elevado riesgo de incendio o
explosión.
•฀ Interrupción de trabajos si así lo considera el jefe de trabajos cuando haya
riesgo de tormenta.
Figura 8.22. Pantalla facial: protege el rostro frente a la proyección de partículas.
a
•฀ En trabajos en altura, usar el casco con barbuquejo y el arnés asociado a dispositivos anticaída.
Las protecciones individuales a utilizar son:
•฀ Casco con barbuquejo.
•฀ Pantalla con banda inactínica de protección facial contra quemaduras y proyección frente a partículas incandescentes producidas por arco eléctrico.
•฀ Guantes aislantes para trabajos en baja tensión.
•฀ Guantes de protección contra riesgos mecánicos.
•฀ Ropa de trabajo normalizada.
Figura 8.23. Casco con barbuquejo.
a
Las protecciones colectivas a utilizar son:
•฀ Protectores aislantes (alfombrilla o banqueta, capuchones, perfiles y telas aislantes de baja tensión).
•฀ Material de señalización y delimitación (cinta delimitadora, señales, etc.).
•฀ Discriminador o detector de baja tensión.
•฀ Herramientas aisladas.
Trabajos con tensión (BT)
Todos los trabajadores cualificados que intervengan en los trabajos con tensión
deben estar adecuadamente entrenados en los métodos y procedimientos específicos utilizados en este tipo de trabajos.
La formación y el entrenamiento de estos trabajadores deberían incluir la aplicación de primeros auxilios a los accidentados por choque eléctrico, así como
procedimientos de emergencia tales como el rescate de accidentados desde los
apoyos de las líneas aéreas o desde las bocas de hombre de acceso a lugares subterráneos o recintos cerrados.
a
Figura 8.24. Guantes aislantes.
En la ejecución de trabajos (operación, maniobras, supervisión, mantenimiento
o reparación) en instalaciones de baja tensión con tensión, pueden aparecer
distintos riesgos.
Las medidas preventivas antes del trabajo son:
•฀ Inspección visual de la zona.
•฀ Identificar el circuito o elemento objeto de los trabajos.
•฀ Los trabajadores no llevarán objetos conductores tales como pulseras, relojes,
cadenas o cierres de cremallera metálicos que puedan contactar accidentalmente en tensión.
a Figura 8.25. Botas de trabajo con
suela aislante.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 8
256
•฀ Emplear un método de trabajo previamente estudiado.
•฀ Verificar protecciones personales y colectivas.
•฀ Colocar protecciones y aislar, en la medida de lo posible, las partes activas y los
elementos metálicos en la zona de trabajo utilizando los protectores adecuados
(fundas, capuchones, películas plásticas aislantes, etc.).
•฀ Establecer una zona de trabajo, señalizando, delimitando y aislando el punto
de trabajo. La zona deberá señalizarse y/o delimitarse adecuadamente, siempre
que exista la posibilidad de que otros trabajadores o personas ajenas penetren
en dicha zona y accedan a elementos en tensión.
•฀ Los trabajos en lugares de difícil comunicación por su orografía, confinamiento u otras circunstancias, deberán realizarse estando presentes, al menos, dos
trabajadores con formación en materia de primeros auxilios.
Las medidas preventivas durante el trabajo son:
•฀ Uso de protecciones aislantes (banquetas, alfombras, plataformas de trabajo,
etc.) y de herramientas manuales aisladas para trabajos en tensión (hasta
1 000 V en corriente alterna y 1 500 V en corriente continua).
•฀ Evitar dos conductores descubiertos simultáneamente (solo descubrir el que
sea objeto de trabajo).
a
Figura 8.26. Banqueta aislante.
•฀ Realizar el trabajo sobre una alfombra o banqueta aislantes que aseguren un
apoyo seguro y estable.
Las medidas preventivas después del trabajo son:
•฀ Retirar el equipo y las protecciones (en orden inverso a su colocación).
•฀ Retirar señalizaciones.
•฀ Para circunstancias especiales, se deben tomar las mismas precauciones citadas
en factor de riesgo anterior.
•฀ Las protecciones individuales y colectivas serán las mismas que en el factor de
riesgo anterior.
Trabajos en instalaciones de baja tensión
Es el riesgo derivado de las actividades en el entorno de instalaciones de baja
tensión cuando las personas se encuentran en su proximidad por motivos relacionados con su actividad laboral.
Los trabajos cuya actividad no eléctrica se desarrolle en proximidad de instalaciones eléctricas de BT, cerca de partes en tensión, se llevarán a cabo por personal
autorizado según criterios del R.D. 614 /2001 o por cualquier trabajador, pero bajo
la supervisión permanente de estos trabajadores autorizados.
Las medidas preventivas en la proximidad de líneas aéreas son:
•฀ No entrar en contacto con las instalaciones.
•฀ Delimitación y señalización de la zona de trabajo.
•฀ Mantener las distancias de seguridad para trabajos en la proximidad de instalaciones eléctricas.
•฀ Estimación de distancias por exceso.
a
Figura 8.27. Uso del arnés.
•฀ Prevención de caída de conductores por climatología adversa o por estado
deficiente.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Seguridad y prevención de riesgos laborales
257
Las medidas preventivas en la proximidad de líneas subterráneas son:
saber más
•฀ Solicitar descargo de la línea en trabajos con herramientas y útiles manuales o
en operaciones con útiles mecánicos.
Protección colectiva. Es aquella
técnica de seguridad cuyo objetivo es la protección simultánea de
varios trabajadores expuestos a un
determinado riesgo.
•฀ Medidas preventivas a adoptar por el jefe de trabajos:
– Conocimiento de las instalaciones mediante planos.
– Notificación de la proximidad de conductores en tensión. Señalización de
los cables.
•฀ Medidas a tomar cerca de las partes en tensión:
– Aislar con pantallas las partes conductoras desnudas bajo tensión.
– Mantener distancias de seguridad a instalaciones eléctricas para trabajos en
proximidad.
– Utilizar herramientas eléctricas aisladas.
– Transportar por dos personas los elementos alargados.
Cumplimiento de las disposiciones legales existentes:
Ejemplos de protección colectiva
serían: barandillas, pasarelas y escaleras; andamios y redes antiácidas;
sistemas de ventilación; barreras de
protección acústica, etc.
Protección individual. Se entiende por equipo de protección individual o EPI a cualquier equipo
destinado a ser llevado o sujetado
por el trabajador para que le proteja de uno o varios riesgos que
puedan amenazar su seguridad o
su salud.
•฀ Protección frente a sobreintensidades y sobretensiones: fusibles e interruptores
de corte.
•฀ Puestas a tierra en buen estado: comprobar anualmente o cuando por su estado
de conservación sea recomendable. Inspeccionar electrodos y conductores de
enlace.
•฀ Prevención de caída de conductores por climatología adversa o por estado
deficiente
•฀ Mantenimiento de distancias en cruzamientos y paralelismos: con líneas de
alta tensión, carreteras, fachadas, etc.
•฀ Notificación de anomalías en las instalaciones siempre que se detecten.
Las protecciones colectivas a utilizar son:
•฀ Protección frente a contactos eléctricos (aislamientos, puestas a tierra, dispositivos de corte por intensidad o tensión de defecto).
•฀ Protección contra sobreintensidades (fusibles e interruptores automáticos) y
contra sobretensiones (descargadores a tierra).
•฀ Señalización y delimitación.
Las protecciones individuales a utilizar serán las específicas de la actividad laboral desarrollada.
Apertura de zanjas
Es el riesgo derivado de la apertura de zanjas para líneas de baja tensión, tanto
para las personas que están llevando a cabo la operación como para las que se
encuentran en las proximidades.
Las medidas preventivas son:
•฀ Conocimiento de las instalaciones mediante planos.
•฀ Notificación a todo el personal de la obra de los cruzamientos y paralelismos
con otras líneas eléctricas de alta, media y baja tensión, así como canalizaciones de agua, gas y líquidos inflamables.
Figura 8.28. Entibar: apuntalar
con maderas y tablas las excavaciones que ofrecen riesgo de hundimiento.
a
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 8
258
•฀ Hacer uso correcto de las herramientas necesarias para la apertura de la zanja,
tanto si son manuales (picos, palas, etc.) como mecánicas (perforador neumático) o motorizadas (vehículos).
•฀ Delimitar y señalizar la zona de trabajo.
•฀ Se debe entibar la zanja siempre que el terreno sea blando o se trabaje a más
de 1,5 m de profundidad, comprobando el estado del terreno y del entibado
después de fuertes lluvias y cada vez que se reinicie el trabajo.
Las protecciones colectivas a utilizar son:
•฀ Material de señalización y delimitación (cinta delimitadora, señales, etc.).
•฀ Las propias de los trabajos a realizar y de las herramientas a emplear.
Las protecciones individuales a utilizar son: casco, botas, guantes de seguridad,
gafas contra impactos y protectores auditivos.
8. Riesgos y medidas preventivas
en centros de transformación
de interior
A continuación se describirán los factores de riesgo más característicos en un
centro de transformación de interior, así como las medidas preventivas para enfentarse a ellos.
8.1. Caídas al mismo nivel y caída de altura
Para evitar riesgos cabe hacer lo siguiente:
•฀ La instalación debe estar conforme a la norma ITC-MIE-RAT-14 sobre Instalaciones eléctricas de interior.
•฀ Observar que el pavimento se encuentra en buen estado y no existan restos de
sustancias que puedan provocar caídas.
•฀ Observar que el interior se encuentre libre de obstáculos.
•฀ Señalizar y, en su caso, delimitar las zonas con riesgo de caída al mismo nivel.
•฀ En zonas donde la iluminación no sea suficiente, emplear equipos portátiles
de alumbrado.
•฀ Observar que las trampillas y las escaleras de acceso se encuentren en buen
estado.
•฀ Comprobar que existan barandillas de protección cuando la trampilla se encuentre abierta.
•฀ Observar que la entrada en trabajos nocturnos está señalizada.
•฀ En centros de transformación de dos plantas, observar que las barandillas y
escaleras de subida a la segunda planta se encuentran en buen estado.
•฀ Para la revisión y mantenimiento de la aparamenta situada por encima de 2 m,
utilizar escaleras o andamios.
Figura 8.29. Placa explicativa de
fases de la respiración de salvamento.
a
•฀ Si el CT es subterráneo, comprobar que existen barandillas de protección
cuando la trampilla se encuentre abierta.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Seguridad y prevención de riesgos laborales
259
8.2. Caída de objetos
Para evitar riesgos cabe hacer lo siguiente:
•฀ Revisión previa del estado de la instalación. Si el centro de transformación se
encuentra en zonas de tránsito, se deben colocar dispositivos para impedir la
caída de objetos.
•฀ Utilización obligatoria de casco de seguridad.
8.3. Choques y golpes
Para evitar riesgos cabe hacer lo siguiente:
•฀ Utilización obligatoria de calzado y casco de seguridad.
•฀ Observar que exista una adecuada iluminación interior.
•฀ Observar que los mecanismos de fijaciones de las tapas del centro de transformación estén en buen estado.
8.4. Atrapamiento
Para evitar riesgos cabe hacer lo siguiente:
•฀ Utilizar las herramientas adecuadas (palancas, llaves, etc.) para abrir las tapas
de acceso al centro de transformación.
•฀ Utilización obligatoria calzado de seguridad.
8.5. Proyecciones
Para evitar riesgos cabe hacer lo siguiente:
•฀ Realizar las maniobras adecuadas a las características técnicas de la aparamenta
según ITC-MIE-RAT 6.
•฀ Los trabajos deben seguir los procedimientos del RD 614/2001. Ver apdo. 4
sobre Distancias de seguridad, y apdo. 5 sobre Condiciones para la prevención de
los trabajadores frente al riesgo eléctrico.
•฀ Utilización de EPI adecuados al tipo de instalación (convencional o blindada)
y al tipo de trabajo a realizar (con o sin tensión).
8.6. Contactos eléctricos
Para evitar riesgos cabe hacer lo siguiente:
•฀ Pasillos y zonas de protección de acuerdo a la ITC-MIE-RAT 14.
•฀ Distancia en el aire entre elementos en tensión, y entre estos y estructuras
metálicas puestas a tierra conforme ITC-MIE-RAT 12.
•฀ Los trabajos se realizarán conforme las técnicas y procedimientos del
RD 614/2001. Ver apartados 4 y 5.
•฀ Utilización de EPI adecuados al tipo de instalación (convencional o blindada)
y al tipo de trabajo a realizar (con o sin tensión).
•฀ Puesta a tierra de la instalación conforme a ITC-MIE-RAT 13.
a Figura 8.30. Protección contra
contacto directo mediante barrera.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 8
260
8.7. Explosiones
Para evitar riesgos cabe hacer lo siguiente:
•฀ Instalaciones de acuerdo a las condiciones para locales y edificios establecidas
en la ITC-MIE-RAT 14.
•฀ Instalación protegida conforme ITC-MIE-RAT 09.
•฀ Disponer en los vehículos de un mínimo de dos extintores de eficacia 89B o
similares en el interior del centro de transformación.
8.8. Confinamiento
Para evitar riesgos cabe hacer lo siguiente:
•฀ Instalaciones de acuerdo a las condiciones para locales y edificios establecidas
en la ITC-MIE-RAT 14.
a
Figura 8.31. Extintor.
•฀ Equipos de trabajo de dos personas como mínimo.
•฀ Ventilación de acuerdo a lo establecido en la instrucción técnica correspondiente ITC-MIE-RAT-14.
•฀ Observar que la ventilación natural es adecuada y que no se encuentran obstruidas las rejillas.
•฀ Evitar sobrecargas en la instalación.
•฀ Mantener un período de tiempo para aclimatarse al incorporarse al trabajo por
primera vez.
•฀ Limitar el tiempo de exposición de las personas a sobrecargas térmicas y prever
tiempos de descanso.
•฀ Empleo de extracción localizada o ventilación forzada.
•฀ Ventilación general por convección natural.
8.9. Falta de iluminación o iluminación deficiente
Para evitar riesgos cabe hacer lo siguiente:
•฀ Iluminación de acuerdo a lo establecido en la instrucción técnica correspondiente ITC-MIE-RAT-14.
•฀ En el interior del CT, se instalarán las fuentes de luz necesarias para conseguir,
cuanto menos, un nivel medio de iluminación de 150 lux, existiendo como
mínimo dos puntos de luz.
•฀ Colocación de interruptores de alumbrado en la proximidad de las puertas de
acceso, pudiendo utilizarse conmutadores o telerruptores.
•฀ Podrá existir un alumbrado de emergencia con generación autónoma y que
funcionará automáticamente ante un corte del servicio eléctrico. Su autonomía mínima será de 2 h con ≥ 5 lux.
caso práctico inicial
Consultando la web del INSHT,
se pueden encontrar las distancias de seguridad que se deben
mantener para trabajos próximos
a instalaciones eléctricas.
•฀ Reposición de luminarias en mal estado.
•฀ Utilización de iluminación auxiliar cuando la fija sea insuficiente para desarrollar los trabajos.
•฀ En cualquier caso, siempre se deben notificar las anomalías detectadas en las
instalaciones para la adopción de acciones correctoras.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Seguridad y prevención de riesgos laborales
261
9. Distancias de seguridad
para trabajos en proximidad
a instalaciones eléctricas
(Real Decreto 614/2001, de 8 de junio)
Se habrán de considerar las distancias mínimas de seguridad para los trabajos a
efectuar en la proximidad de instalaciones en tensión NO PROTEGIDAS durante los cuales el trabajador entra o puede entrar en la zona de proximidad sin entrar
en la zona de peligro, bien sea con una parte de su cuerpo o con las herramientas,
equipos o materiales que manipula.
Las distancias se medirán entre el punto más próximo en tensión y cualquier
parte externa del operario, herramientas o elementos que pueda manipular en
movimientos voluntarios o accidentales.
La distancia de seguridad es función de:
•฀ el nivel de tensión de la instalación,
•฀ grado de formación del trabajador,
•฀ posibilidad de delimitar con precisión la zona de trabajo y controlar que esta
no se sobrepasa durante la realización del mismo.
Distancias límite de las zonas de trabajo*
Un
DPEL-1
DPEL-2
DPROX-1
DPROX-2
1
50
3
62
50
70
300
52
112
300
6
62
53
112
300
10
65
55
115
300
15
66
57
116
300
20
72
60
122
300
30
82
66
132
300
45
98
73
148
300
66
120
85
170
300
110
160
100
210
500
132
180
110
330
500
220
260
160
410
500
380
390
250
540
700
saber más
Zona de peligro
Espacio alrededor de los elementos en tensión en el que la presencia de un trabajador desprotegido
supone un riesgo grave e inminente. En este caso, podría producirse
un arco eléctrico o un contacto
directo con un elemento en tensión, teniendo en cuenta los gestos o movimientos normales que
pueda efectuar el trabajador sin
desplazarse.
Zona de proximidad
Espacio delimitado alrededor de la
zona de peligro, desde la que el
trabajador puede invadir accidentalmente esta última.
* Donde no se interponga una
barrera física que garantice la protección frente al riesgo eléctrico,
la distancia desde el elemento en
tensión al límite exterior de esta
zona será la indicada en la tabla.
* Las distancias para valores de tensión intermedios se calcularán por interpolación lineal.
Un. Tensión nominal de la instalación (kV).
DPEL-1. Distancia hasta el límite exterior de la zona de peligro cuando exista riesgo de sobretensión por rayo (cm).
DPEL-2. Distancia hasta el límite exterior de la zona de peligro cuando no exista riesgo de
sobretensión por rayo (cm).
DPROX-1: distancia hasta el límite exterior de la zona de proximidad cuando resulte posible
delimitar con precisión la zona de trabajo y controlar que esta no se sobrepasa durante la
realización del mismo (cm).
DPROX-2. Distancia hasta el límite exterior de la zona de proximidad cuando no resulte posible delimitar con precisión la zona de trabajo y controlar que esta no se sobrepasa durante la
realización del mismo (cm).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 8
262
ACTIVIDADES FINALES
■ 1. Indicar en cada una de las figuras siguientes el tipo de contacto eléctrico que se produce.
1
2
3
N
PE
1
2
3
N
PE
1
2
3
N
PE
RH
RB
RB
RH
RA
RB
Rd
Uf
a)
a
RH
Rd
Uf
b)
c)
Figura 8.32. Contactos eléctricos. (Cortesía de Schneider Electric).
■ 2. Calcular la corriente que soporta el cuerpo humano en cada uno de tres los casos anteriores, sabiendo
que:
•฀ la tensión entre fase y neutro es de 230 V,
•฀ la resistencia de tierra del neutro (RB) es 15 Ω,
•฀ la resistencia del cuerpo humano (RH) se considera en 2 500 Ω,
•฀ la resistencia a tierra de la masa (RA) es de 20 Ω,
•฀ la resistencia del defecto (Rd) es de 8 Ω.
■ 3. ¿Cómo es la corriente alterna a alta frecuencia respecto a la de baja frecuencia?, ¿más peligrosa?, ¿menos?, ¿igual?
■ 4. Indicar los regímenes de neutro en las instalaciones eléctricas.
■ 5. Indicar la secuencia de maniobras que hay que realizar para reponer la tensión, una vez finalizado el trabajo.
■ 6. ¿En qué casos puede indicar la ausencia de tensión el detector de tensión?
■ 7. En corriente alterna a 50 Hz, si se realiza un contacto eléctrico y no se sobrepasa un tiempo determinado,
no se puede producir fibrilación ventricular.
a) ¿Cómo se denomina ese periodo de tiempo?
b) ¿Cuánto dura dicho periodo de tiempo?
■ 8. Diferencia entre contacto eléctrico directo y contacto eléctrico indirecto.
■ 9. Además de la tensión aplicada al organismo y de la naturaleza de la corriente, ¿qué otros factores influyen
en los efectos de la corriente?
■ 10. Diferenciar entre trabajador autorizado y trabajador cualificado.
■ 11. Los equipos o dispositivos de puesta a tierra y en cortocircuito deben conectarse en primer lugar a … …..
…. y, a continuación, a ………………., y deben ser visibles desde la zona de trabajo.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Seguridad y prevención de riesgos laborales
ACTIVIDADES FINALES
■ 12. ¿Qué es necesario comprobar antes de utilizar un detector de ausencia de tensión?
■ 13. Si no fuera posible enclavar un aparato de corte, ¿qué habría que hacer?
■ 14. ¿Qué requisitos hay que seguir para trabajar con seguridad en trabajos sin tensión?
■ 15. Ante cualquier accidente, explica tu actuación.
■ 16. El EPI debe:
a) ser adecuado a los riesgos a proteger, sin suponer un riesgo adicional.
b) compatible con otros EPI.
c) Las dos son correctas.
■ 17. Los EPI:
a) sustituyen a otras medidas de seguridad.
b) complementan otras medidas de seguridad.
c) no sustituyen ni complementan.
■ 18. ¿Con qué color asociamos la indicación de seguridad?
■ 19. ¿Qué forma tiene la señal de prohibición?
■ 20. ¿Qué forma tiene la señal de prevención?
■ 21. ¿De qué depende el valor de la impedancia del cuerpo humano?
■ 22. ¿Cuáles son los dos tipos de acoplamiento eléctrico?
■ 23. ¿Qué es la electrocución?
a) El paso de la corriente eléctrica por el cuerpo.
b) El fallecimiento debido a la acción de la corriente en el cuerpo humano.
c) El contacto mantenido de una parte del cuerpo humano con un circuito eléctrico.
■ 24. El valor límite de la tensión de seguridad debe ser tal que:
a) no supere los 230 V durante 0,02 segundos, aplicada al cuerpo humano.
b) aplicada al cuerpo humano, proporcione un valor de intensidad que no suponga riesgos para el individuo.
c) No son correctas las anteriores.
entra en internet
■ 25. Consultar en Internet la página <http://www.insht.es>.
■ 26. Buscar fabricantes de EPI y describe los equipos que encuentres.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
263
Unidad 8
264
PRÁCTICA PROFESIONAL
MATERIAL
•฀ Resistencias:
– RB = 12 Ω, 1,75 kW
– RA = 8 Ω, 1 kW
– Rd = 2 Ω, 50 W
•฀ RH, la estimamos en 1 800 Ω, 50 W
•฀ Una fuente de tensión: 230 V, 50 Hz
Importancia de la puesta a tierra.
Simulación de la corriente
a través de una persona en caso
de contacto indirecto
•฀ Un miliamperímetro 0 – 1 A y un
amperímetro de alcance 0 – 20 A.
Ambos de clase 0,5
OBJETIVO
•฀ Un voltímetro 0 – 300 V, clase 1
Determinar la corriente que puede circular por el cuerpo de una persona durante un contacto eléctrico en función de las características del circuito.
•฀ Polímetro para medir el valor
de las resistencias
PRECAUCIONES
•฀ Cables con terminales apropiados
y destornillador
•฀ No conectar ni desconectar elementos del circuito bajo tensión.
•฀ Calculadora, libreta para notas
y bolígrafo
•฀ Software de simulación libre, Solve Elec
•฀ Abrir los interruptores y comprobar ausencia de tensión antes de modificar
el circuito.
DESARROLLO
Contacto indirecto con masas puestas a tierra
En este caso se representa un esquema, así como el circuito eléctrico correspondiente. En dicho circuito se realizarán
las medidas de las resistencias y las corrientes necesarias.
El esquema queda:
AT
BT
Ph1
Ph2
Ph3
N
IF
IH
RH
IA
RB
a
UC
RA
Figura 8.33. Contacto indirecto con masas a tierra. (Cortesía de Hager).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Seguridad y prevención de riesgos laborales
265
Donde:
•฀ Resistencia de la toma de tierra del neutro: RB
•฀ Resistencia de la toma de tierra de las masas: RA
•฀ Resistencia del defecto: Rd
•฀ Resistencia del cuerpo humano: RH
El circuito en el que se realizan las medidas es el siguiente:
mA
RH
IH
IF
A
Rd
RB
IF
A
RA
IA
UC
UD
U0
a
Figura 8.34. Circuito de simulación con masas a tierra.
Y las ecuaciones necesarias para el cálculo son, en primer lugar, las relativas a las resistencias:
R = Rd +
RH · RT
+ RB
RH + RT
RC =
RH · RT
RH + RT
Así puede rellenarse la siguiente tabla:
RA
RB
RH
RC
Rd
Medida
R
Calculada
Medida
Calculada
Y con estos datos, finalmente, se calculan los valores necesarios para obtener la intensidad que circularía por el
cuerpo humano.
IF =
U0
R
UD = (Rd + RC) · IF
UC = RC · IF
IH =
UC
RH
Quedando:
IF
Medida
UC
Calculada
Medida
IH
Calculada
Medida
Calculada
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 8
266
PRÁCTICA PROFESIONAL (cont.)
Contacto indirecto con masas sin conexión a tierra
Se representa un esquema, así como el circuito eléctrico correspondiente. En dicho circuito se realizarán las medidas
de las resistencias y las corrientes necesarias.
El esquema queda:
AT
BT
Ph1
Ph2
Ph3
N
IF
IH
RH
UC
RB
a
Figura 8.35. Contacto indirecto con masas sin conexión a tierra. (Cortesía de Hager).
El circuito en el que se realizan las medidas es el siguiente:
mA
IF
Rd
RH
IH
RB
A
UC
UD
U0
a
Figura 8.36. Circuito de simulación sin conexión a tierra.
Y las ecuaciones necesarias para el cálculo son, en primer lugar, las relativas a la resistencia:
R = Rd + RH + RB
Así, puede rellenarse la siguiente tabla:
RB
RH
Rd
R
Medida
Calculada
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Seguridad y prevención de riesgos laborales
267
Y con estos datos, finalmente, se calculan los valores necesarios para obtener la intensidad que circularía por el
cuerpo humano.
IF =
U0
R
UC = RH · IH
IH = IF
Quedando:
IF
Medida
UC
Calculada
Medida
IH
Calculada
Medida
Calculada
Para el análisis de los circuitos podemos utilizar el software de simulación libre Solve Elec. Con él es posible representar los circuitos y calcular directamente los valores que sean necesarios.
a
Figura 8.37. Circuito de simulación con Solve Elec.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Unidad 8
268
MUNDO TÉCNICO
La seguridad eléctrica en hospitales
En los centros sanitarios el suministro eléctrico es de
vital importancia, por tanto los sistemas de protección
contra fallos deben ser más exigentes que en otros sectores. Un primer fallo no debería interrumpir el suministro y, por ello, tampoco desconectar, por ejemplo,
el equipo de soporte de vida un paciente.
La norma IEC 60364-7-710: 2002-11 exige el sistema
IT (aislado de tierra) para todos los recintos médicos
del Grupo 2.
•฀ Un indicador remoto de alarma y prueba instalado
dentro o fuera del quirófano.
Cuando ocurre un primer fallo de aislamiento, el suministro de corriente no se interrumpe debido a la activación de un dispositivo protector. El equipo electromédico, por tanto, seguirá funcionando, reduciéndose las
corrientes de fallo a niveles no crónicos.
De este modo, no se generarán situaciones de pánico
en el quirófano porque el suministro no se interrumpe.
El sistema IT consiste en:
•฀ Un transformador de aislamiento.
•฀ Un monitor de aislamiento que vigila: la resistencia
de aislamiento (o corriente de fuga), la carga del
transformador y la temperatura del mismo.
107TD47
> ºC
>A
L1
< kΩ
L2
Sistema IT
UPS
t ≤ 0,5 s
Bus de comunicación
Panel
TM
PE
Repetidor
MK2430
EB
SEB
Quirófano
Sala técnica
PE = Tierra de protección
EB = Barra equipotencial
SEB = Barra equipotencial complementaria
a
Figura 8.38. Sistema IT con monitorización de carga y temperatura. (Cortesía de Bender GmbH & Co KG).
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Seguridad y prevención de riesgos laborales
269
EN RESUMEN
SEGURIDAD Y PREVENCIÓN DE RIESGOS LABORALES
Efectos de la corriente eléctrica
sobre el cuerpo humano
Riesgo eléctrico
Factores que influyen
en los efectos de la corriente
Tipos de contacto
Actuación ante un accidente eléctrico
Trabajos y maniobras eléctricas
Cinco reglas de oro
Normas de seguridad aplicables a redes
aéreas y subterráneas de baja tensión
Riesgos y medidas preventivas
en centros de transformación de interior
Distancias de seguridad para trabajos
en proximidad a instalaciones eléctricas
EVALÚA TUS CONOCIMIENTOS
1. ¿Cuándo una persona se electriza?
a. Al pasar la corriente eléctrica por su cuerpo.
b. Al pasar la tensión eléctrica por su cuerpo.
c. Son correctas las dos
2. El movimiento incontrolado de los músculos debido a la acción de la corriente eléctrica, con pérdida de control generalmente de brazos y piernas, se denomina:
Resuelve en tu cuaderno
o bloc de notas
3. El tiempo máximo que puede soportar una persona sin peligro el paso de una corriente en BT se
denomina…
a. duración del contacto eléctrico.
b. umbral de no soltar.
c. umbral absoluto de tiempo.
4. El Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión
(REBT) fija unos valores de tensión de seguridad de:
a. fibrilación ventricular.
a. 24 V para locales mojados y 50 V para locales secos.
b. electrocución.
b. 24 V para locales mojados y 12 V para húmedos.
c. tetanización.
c. 50 V para locales secos y 12 V para locales húmedos.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
A RESUMEN MAGNITUDES
Y UNIDADES ELÉCTRICAS
B FORMULARIO
C SIGNIFICADO Y EXPLICACIÓN
DE CÓDIGOS IP E IK
anexos
Y
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Resumen magnitudes y unidades eléctricas
271
RESUMEN MAGNITUDES Y UNIDADES ELÉCTRICAS A
RESUMEN MAGNITUDES Y UNIDADES ELÉCTRICAS
MAGNITUD
UNIDAD (SI)
Carga eléctrica
Cantidad de electricidad
Culombio (C)
(Q)
Intensidad de corriente
(I)
Amperio (A)
MÚLTIPLO / SUBMÚLTIPLO
1 C = 6,25 · 1018 e– (electrones)
Amperio · hora (A · h)
Miliamperio (mA)
1 mA = 10–3 A
Kiloamperio (kA)
1 kA = 103 A
Milivoltio (mV)
1mV = 10–3 V
Kilovoltio (KV)
1 kV = 103 V
Kiloohmio (KΩ)
1 KΩ = 103 Ω
Megaohmio (MΩ)
1 MΩ = 106 Ω
Tensión
Diferencia de potencial
(U)
Voltio (V)
Fuerza electromotriz
(E)
Resistencia eléctrica
(R)
Reactancia inductiva
(XL)
Reactancia capacitiva
Ohmio (Ω)
(XC)
Impedancia
(Z)
Energía eléctrica
(E)
Potencia eléctrica (activa)
(P)
Potencia eléctrica (reactiva)
(Q)
Potencia aparente
(S)
Capacidad
(C)
Resistividad de un material
(ρ)
Conductividad de un material
(γ)
Julio (J)
Vatio (W)
Voltiamperio reactivo (VAr)
Voltioamperio (VAr)
Faradio (F)
Kilovatio · hora (kW · h)
1 kWh = 3,6 · 106 J
Megavatio (MW)
1 MW = 106 W
Kilovatio (kW)
1 kW = 103 W
Caballo de vapor (CV)
1 CV = 736 W
Kilovoltiamperio reactivo (kVAr)
1 kVAr = 103 VAr
Kilovoltiamperio (kVA)
1 kVA = 103 VA
MiliFaradio (mF)
1 mF = 10–3 F
Microfaradio (µF)
1 µF = 10–6 F
Nanofaradio (nF)
1 mF = 10–9 F
Picofaradio (pF)
1 pF = 10–12 F
No tiene unidad propia
Material
ρ 20 °C
ρ 70 °C
ρ 90 °C
Ω · mm
Cobre
0,018
0,021
0,023
m2
Aluminio
0,029
0,033
0,036
No tiene unidad propia
Material
γ 20 °C
γ 70 °C
γ 90 °C
m
Cobre
56
48
44
Ω · mm2
Aluminio
35
30
28
2
Y
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
272
anexos
B FORMULARIO
FORMULARIO
MAGNITUDES
Potencia
Tensión
Corriente alterna monofásica
Corriente alterna trifásica
P
P = U · I · cosϕ
P = M3 · U · I · cosϕ
Q
Q = U · I · senϕ
Q = M3 · U · I · senϕ = P · tgϕ
S
S=U·I
P = M3 · U · I = MP 2 + Q 2
I=
I
Intensidad
R·I
U=
U
cosϕ
U · cosϕ
R
P
=
I · cosϕ
=
P
I=
U · cosϕ
P
M3 · I · cosϕ
P
M3 · U · cosϕ
=
Ia = I · cosϕ
Ia = I · cosϕ
Ir
Ir = I · senϕ
Ir = I · senϕ
Ir → Intensidad reactiva (A)
R
R=
Reactancia
X
X=
Impedancia
Z
Z = MR 2 + X 2
Sección del conductor
conocida la potencia
(mm2)
S
S=
2·L·P
γ·e·U
S=
S
S=
R=
I
U · senϕ
X=
I
S=
S
M3 · U
U · cosϕ
M3 · I
U · senϕ
M3 · I
Z = MR 2 + X 2 =
2·ρ·L·P
e·U
S=
L·P
2 · L · I · cosϕ
S=
γ·e
S=
e
U
M3 · I
S=
γ·e·U
2 · ρ · L · I · cosϕ
L → Longitud de la línea (m)
M3 · I
cos ϕ → Factor de potencia
U · cosϕ
Resistencia
S
=
Ia
Ia → Intensidad activa (A)
Sección del conductor
conocida la intensidad
(mm2)
U=
ρ·L·P
e·U
M3 · L · I · cosϕ
γ·e
M3 · ρ · L · I · cosϕ
e
e → caída de tensión (V)
FACTOR DE POTENCIA
MAGNITUDES
DESCRIPCIÓN
1
0,7 a 0,9
cos ϕ
Acumuladores para tarifa nocturna o lámparas incandescentes (cargas resistivas)
Motores
0,85
Lámparas fluorescentes con condensador (compensado FP)
0,8
Lámparas de descarga (sodio y vapor de mercurio)
0,3 a 0,6
Lámparas fluorescentes sin condensador (sin compensar FP)
FACTOR DE CORRECCIÓN
MAGNITUDES
fc
DESCRIPCIÓN
1,25 · P
Motores solos según ITC-BT-47 (apartado 3)
1,25 · P
Varios motores, solo para el motor de mayor potencia según ITC-BT-47 (ap. 3)
1,3 · P
Motores de elevación y transporte según ITC-BT-47 (ap. 6)
1,8 · P
Lámparas de descarga según ITC-BT-09 (aparado 3) y ITC-BT-47 (ap. 3)
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
Significado y explicación de códigos IP e IK
273
SIGNIFICADO Y EXPLICACIÓN DE CÓDIGOS IP E IK C
Código IP
El código IP consta de dos números de una cifra, independientes uno del otro cada uno, situados inmediatamente después de las
letras IP.
La primera cifra indica el nivel de protección de las personas al acceder a partes peligrosas de máquinas o instalaciones eléctricas
(zonas bajo tensión o piezas en movimiento que no sean ejes rotativos y análogos). Según el nivel de protección, se limita o impide
la penetración, o bien de una parte del cuerpo humano, o bien de un objeto cogido por una persona, garantizando también la
protección del equipo contra la penetración de cuerpos sólidos extraños.
Esta cifra está graduada desde 0 (cero) hasta 6 (seis), y a medida que va aumentando el valor de dicha cifra, se indica que la protección es mayor.
La segunda cifra indica el nivel de protección del equipo en el interior del envolvente frente a los efectos debido a la penetración
de agua. Está graduada desde 0 (cero) hasta 8 (ocho), y a medida que va aumentando su valor, la cantidad de agua que intentará
penetrar en el interior del envolvente será mayor y se acercará por más direcciones.
GRADO DE PROTECCIÓN
1ª cifra
Descripción abreviada
2ª cifra
Descripción abreviada
0
No protegida
0
No protegida
1
Protegida contra los cuerpos sólidos de más de 50 mm
1
Protegida contra la caída vertical de gotas de agua
2
Protegida contra los cuerpos sólidos de más de 12 mm
2
Protegida contra la caída de gotas de agua con una
inclinación máxima de 15º
3
Protegida contra cuerpos sólidos de más de 2,5 mm
3
Protegida contra la lluvia fina (pulverizada)
4
Protegida contra cuerpos sólidos de más de 1 mm
4
Protegida contra las proyecciones de agua
5
Protegida contra la penetración de polvo
5
Protegida contra los chorros de agua
6
Totalmente estanco al polvo
6
Protegida contra fuertes chorros de agua o contra la
mar gruesa
7
Protegida contra los efectos de la inmersión
8
Protegida contra la inmersión prolongada
Los procedimientos especializados de limpieza no están cubiertos por los grados de protección IP. Se recomienda que los fabricantes
suministren, si es necesario, una adecuada información en lo referente a los procedimientos de limpieza. Esto está de acuerdo con las
recomendaciones contenidas en la CEI 60529 para los procedimientos de limpieza especiales.
Puede complementarse el código IP con una letra colocada inmediatamente después de las dos cifras características. Estas letras
adicionales (A, B, C o D) proporcionan información sobre la accesibilidad de determinados objetos o partes del cuerpo a las partes
peligrosas en el interior del envolvente.
En la siguiente tabla se muestran las significaciones de cada letra:
Letra
La envolvente impide la accesibilidad a partes peligrosas con:
A
Una gran superficie del cuerpo humano tal como la mano, aunque no impide una penetración deliberada
La prueba se hace con una esfera de 50 mm
B
Los dedos u objetos análogos que no excedan en una longitud de 80 mm
La prueba se hace con un dedo de Φ12 mm y L = 80 mm
C
Herramientas, alambres, etc., con diámetro o espesor superior a 2,5 mm
La prueba se hace con una varilla de Φ2,5 mm y L = 100 mm
D
Alambres o cintas con un espesor superior a 1 mm
La prueba se hace con una varilla de Φ1 mm y L = 100 mm
Y
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
anexos
C SIGNIFICADO Y EXPLICACIÓN DE CÓDIGOS IP E IK
En ocasiones, algunos envolventes no tienen especificada una cifra característica, bien porque no es necesaria para una aplicación
concreta, bien porque no ha sido ensayada en ese aspecto. En este caso, la cifra característica correspondiente se sustituye por
una X, por ejemplo, IP2X, que indica que el envolvente proporciona una determinada protección contra la penetración de cuerpos
sólidos, pero que no ha sido ensayada en lo referente a la protección contra la penetración del agua.
Primera cifra
En ocasiones las cifras pueden sustituirse por símbolos como se indica en la tabla siguiente:
Segunda cifra
274
IP5X
Malla sin recuadro
IP6X
Malla con recuadro
IPX1
Una gota
IPX3
Una gota dentro de un cuadrado
IPX4
Una gota dentro de un triángulo
IPX5
Dos gotas, cada una dentro de un triángulo
IPX7
Dos gotas
IPX8
m
Dos gotas seguidas de una indicación de la
profundidad máxima de inmersión en metros
NOTA: Los grados de protección no incluidos en esta tabla no tienen símbolo para su
representación.
Código IK
Contempla el nivel de protección proporcionado por un envolvente contra los impactos mecánicos exteriores. Se designa con un
número graduado de cero (0) hasta diez (10). A medida que el número va aumentado, indica que la energía del impacto mecánico
sobre el envolvente es mayor. Este número siempre se muestra formado por dos cifras. Por ejemplo, el grado IK 05 indica, simplemente, el número 5.
Grado IK
IK 00
IK 01
IK 02
IK 03
IK 04
IK 05
IK 06
IK 07
IK 08
IK 09
IK 10
Energía (J)
–
0,15
0,2
0,35
0,5
0,7
1
2
5
10
20
Masa
y altura
de la pieza
de golpeo
–
0,2 kg
0,2 kg
0,2 kg
0,2 kg
0,2 kg
0,5 kg
0,5 kg
1,7 kg
5 kg
5 kg
70 mm
100 mm 175 mm 250 mm 350 mm 200 mm 400 mm 295 mm 200 mm 400 mm
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
SOLUCIONES
EVALÚA TUS CONOCIMIENTOS
RESPUESTAS CORRECTAS DE LA SECCIÓN
UNIDADES
1
2
3
4
5
6
1
c
a
b
b
c
b
2
b
c
b
a
c
3
a,c
c
b
a
4
b
c
a
c
b
c
5
c
b
c
c
a
b
6
b
c
c
a
c
a
7
b
c
a
c
a
c
8
a
c
c
a
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.
7
b
d
Redacción y selección de contenidos: Juan Eduardo González Caturla,
Miguel Pareja Aparicio y Sebastián Terol Sanz
Edición: Víctor Sánchez
Diseño de cubierta: Paso de Zebra
Fotocomposición, maquetación
y realización de gráficos: J.B. Estudio Gráfico y Editorial, S. L.
Fotografías: 3M España, ABB, AD Instruments, Aiscan, Apliweld,
Asociación española de fabricantes de cable (FACEL), AUTOMATION 2000,
Cahors Española S.A., Catu, CEA, Chauvin Arnoux, Circutor,
Comisión Nacional de la Energía (CNE), Cypelec, Emdesa, Endesa, Fluke,
General Cable, Hidrocantábrico, Hormilec, Iberdrola S.A., Ibérica de Aparellajes,
IMEFY, Inducor, Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Jumo,
Trabajo (INSHT), Messko, Nexans España, Ormazabal, Power Solutions, Pronutec,
Portal de información VOLTIMUM, Prysmian España, Red Eléctrica de España, RITZ,
Roqmo S.L., s.a.c.i., Schneider Electric, Siba Fuses, Siemens, Sofomel, Top Cable,
Tyco electronics, Unión Fenosa, Vasile & Cía, WEG, y archivo Editex
Dibujos: Autores y J.B. Estudio Gráfico y Editorial, S. L.
Preimpresión: José Ciria
Dirección de producción: Santiago Agudo
Editorial Editex, S. A. ha puesto todos los medios a su alcance para reconocer
en citas y referencias los eventuales derechos de terceros y cumplir todos los
requisitos establecidos por la Ley de Propiedad Intelectual. Por las posibles
omisiones o errores, se excusa anticipadamente y está dispuesta a introducir
d
las correcciones precisas en posteriores ediciones o reimpresiones de esta obra.
c
El presente material didáctico ha sido creado por iniciativa y bajo la coordinación de Editorial Editex, S. A., conforme a su propio proyecto editorial.
© Editorial Editex, S. A.
Vía Dos Castillas, 33. C.E. Ática 7, edificio 3, planta 3ª, oficina B
28224 Pozuelo de Alarcón (Madrid)
ISBN papel: 978-84-9003-364-7
ISBN eBook: 978-84-9003-909-0
ISBN LED: 978-84-9003-908-3
Depósito Legal: M-12836-2013
Imprime: Gráficas Muriel
Impreso en España - Printed in Spain
Cualquier forma de reproducción, distribución, comunicación pública o transformación de esta
obra solo puede ser realizada con la autorización de sus titulares, salvo excepción prevista por
la ley. Diríjase a CEDRO (Centro Español de Derechos Reprográficos, www.cedro.org) si necesita
fotocopiar o escanear algún fragmento de esta obra.
© Editorial Editex. Este archivo es para uso personal cualquier forma de reproducción o distribución debe ser autorizada por el titular del copyright.