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PROYECTO 1:


INSTALACIÓN ELÉCTRICA



NORMAS Y REGLAMENTOS QUE REGULAN LA INSTALACIÓN DE REDES ELÉCTRICAS DE BAJA TENSIÓN.

REGLAMENTO ELECTROTÉCNICO PARA BAJA TENSIÓN


¿QUÉ ES UN CUADRO ELÉCTRICO? ¿QUÉ EQUIPOS LO COMPONEN?


Los cuadros eléctricos son unas cajas de plástico con unas guías metálicas donde se instalan los automáticos (protectores para cortocircuitos y sobrecargas), el interruptor diferencial y el interruptor general. Es necesario tener un borne para la conexión de todos los conductores de protección con la derivación principal de tierra.

cuadro_electrico.jpg Cuadro eléctrico


external image diferencial.jpg Interruptor diferencial (ID)

external image magnetot%C3%A9mico.jpg Interruptor magnetotérmico (PIA)

A mayores necesidades eléctricas, más circuitos independientes serán necesarios. Cada circuito independiente debe tener su correspondiente interruptor automático. Sobre los raíles del cuadro se instalan los elementos de mando y protección: interruptor general, diferencial y automáticos. Primero conectamos los cables de entrada (fase y neutro) al interruptor general. La salida del interruptor general, que se encuentra en la parte de abajo, irá conectada a la entrada del interruptor diferencial.
A continuación, tendremos que conectar la salida del diferencial a la entrada del primer interruptor automático. Después uniremos por la parte superior de cada elemento todas las fases y todos los neutros de cada interruptor automático que queda, y conectaremos la salida de cada automático a sus cables correspondientes. Para finalizar, no podemos olvidarnos de conectar los cables de tierra de todos los circuitos a la toma de tierra general.

¿QUÉ ES Y CUÁL ES LA FUNCIÓN DE UN INTERRUPTOR GENERAL AUTOMÁTICO?

Es un Interruptor Automático (limitador) instalado por la compañía suministradora, que limita el paso de corriente al máximo contratado, cortando automaticamente si se supera este máximo.


¿QUÉ ES Y CUÁL ES LA FUNCIÓN DE UN INTERRUPTOR DIFERENCIAL?

Un interruptor diferencial es un dispositivo electromecánico que se coloca en las instalaciones eléctricas con el fin de proteger a las personas de las derivaciones causadas por faltas de aislamiento entre los conductores activos y tierra o masa de los aparatos. Consta de dos bobinas, colocadas en serie con los conductores de alimentación de corriente y que producen campos magnéticos opuestos y un núcleo o armadura que, mediante un dispositivo mecánico adecuado, puede accionar unos contactos.
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Figura 1

Si nos fijamos en la Figura 1, vemos que la intensidad (I1) que circula entre el punto a y la carga debe ser igual a la (I2) que circula entre la carga y el punto b (I1 = I2) y por tanto los campos magnéticos creados por ambas bobinas son iguales (en módulo) y opuestos (en sentido), por lo que la resultante de ambos es nula.

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Figura 2

Si ahora nos fijamos en la Figura 2, vemos que la carga presenta una derivación a tierra por la que circula una corriente de fuga (If), por lo que ahora I2 = I1 - If y por tanto menor que I1. Esta diferencia entre las dos corrientes es la que produce un campo magnético resultante, que no es nulo y que por tanto producirá una atracción sobre el núcleo N, desplazándolo de su posición de equilibrio, provocando la apertura de los contactos C1 y C2 e interrumpiendo el paso de corriente hacia la carga, en tanto no se rearme manualmente el dispositivo una vez subsanada la avería.

Aunque existen interruptores para distintas intensidades de actuación, en las instalaciones domésticas se instalan normalmente interruptores diferenciales que se actúan con una corriente de fuga alrededor de los 30 mA y un tiempo de respuesta de 50 ms, lo cual garantiza una protección adecuada para las personas y cosas (la norma UNE 21302 dice que se considera un interruptor diferencial de alta sensibilidad cuando el valor de ésta es igual o inferior a 30 miliamperios).

Las características que definen un interruptor diferencial son el amperaje, número de polos, y sensibilidad, por ejemplo: Interruptor diferencial 16A-IV-30mA


¿QUÉ ES Y CUÁL ES LA FUNCIÓN DE UN INTERRUPTOR MAGNETOTÉRMICO?

El interruptor magnetotérmico es un dispositivo electromecánico que se coloca en las instalaciones eléctricas con el fin de protegerlas frente a las intensidades excesivas, producidas como consecuencia de cortocircuitos o por el excesivo número elementos de consumo conectados a ellas.

Para su funcionamiento aprovecha dos de los efectos producidos por la circulación de corriente eléctrica por un circuito, el magnético y el térmico (efecto Joule). El dispositivo consta, por tanto, de dos partes, un electroimán y una lámina bimetálica, conectadas en serie y por las que circula la corriente que va hacia la carga.

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Figura 1.- Diagrama de un interruptor magnetotérmico

El funcionamiento del interruptor magnetotérmico, representado en la Figura 1, es el siguiente:

Al circular la corriente el electroimán crea una fuerza que, mediante un dispositivo mecánico adecuado (M), tiende a abrir el contacto C, pero solo podrá abrirlo si la intensidad I que circula por la carga sobrepasa el límite de intervención fijado. Este nivel de intervención suele estar comprendido entre 3 y 20 veces la intensidad nominal (la intensidad de diseño del interruptor magnetotérmico) y es de actuación muy rápida. Esta es la parte destinada a la protección frente a los cortocircuitos, donde se produce un aumento muy rápido y elevado de corriente. La otra parte está constituida por una lámina bimetálica (representada en rojo) que, al calentarse por encima de un determinado límite, sufre una deformación y pasa a la posición señalada en línea de trazos lo que, mediante el correspondiente dispositivo mecánico (M), provoca la apertura del contacto C. Esta parte es la encargada de proteger de corrientes que, aunque son superiores a las permitidas por la instalación, no llegan al nivel de intervención del dispositivo magnético. Esta situación es típica de una sobrecarga, donde el consumo va aumentando conforme se van conectando aparatos. Se ve así que ambos dispositivos se complementan en su acción de protección, el magnético para los cortocircuitos y el térmico para las sobrecargas. Además de esta desconexión automática, el aparato está provisto de una palanca que permite la desconexión manual de la corriente y el rearme del dispositivo automático cuando se ha producido una desconexión. No obstante, este rearme no es posible si persisten las condiciones de sobrecarga o cortocircuito. Incluso volvería a saltar, aunque la palanca estuviese sujeta con el dedo, ya que utiliza un mecanismo independiente para desconectar la corriente y bajar la palanca. El dispositivo descrito es un interruptor magnetotérmico unipolar, por cuanto solo corta uno de los hilos del suministro eléctrico, también existen versiones bipolares y para corrientes trifásicas, pero en esencia todos están fundados en los mismos principios que el descrito. Se dice que un interruptor es de corte omnipolar cuando la corriente cesa en todas las fases.

Las características que definen un interruptor magnetotérmico son el amperaje, número de polos, por ejemplo: Interruptor magnetotérmico 16A-IV


¿PORQUÉ ES IMPORTANTE LA SECCIÓN DE LOS CONDUCTORES?

Una línea eléctrica es el medio físico por el que se propaga la electricidad. En la planificación de instalaciones de suministro eléctrico se deben tener en cuenta las caídas de tensión producidas en los conductores debido a la resistencia de los mismos. Para ello las secciones de estos conductores deben calcularse en función de la potencia consumida por la instalación a la que vamos a suministrar.

¿CÓMO SE CALCULA LA SECCIÓN NECESARIA?

Partiendo de que la máxima caída de tensión admisible, será 1 o 0,5 % según:
  • 1%, en el caso de líneas repartidoras destinadas a contadores concentrados por plantas.
  • 0,5%, en el caso de líneas repartidoras destinadas a contadores totalmente concentrados (local especial para concentración de contadores).

Las fórmulas que normalmente se utilizan para el cálculo de la caída de tensión son:

Suministro monofásico:

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Suministro trifásico:

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donde:
S = sección en milímetros cuadrados
V = Tensión de servicio en voltios, según REBT, 230 voltios fase-neutro, 400 voltios entre fases.
cos φ = Factor de potencia, suele ser 1 para alumbrado público y ronda 0.9 para maquinarias.
e = caída de tensión en voltios
P = Potencia en vatios
L = Longitud en metros
λ = Conductividad en metros divido por ohmios por milímetro cuadrado (Cu 56, Al 35)
I = Intensidad total en amperios

En España, el REBT 2002 (Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión: B.O.E. del 2 de agosto de 2002) establece tres criterios para determinar la sección de los conductores en una instalación eléctrica:
  • Criterio térmico: el conductor debe ser capaz de disipar el calor generado por la intensidad que circula por el mismo durante régimen permanente.
  • Criterio de caída de tensión: la caída de tensión debe ser menor del 3% para instalaciones de alumbrado o 5% para el resto de instalaciones.
  • Criterio de la intensidad de cortocircuito: la temperatura que alcanza el conductor durante un cortocircuito no debe sobrepasar la temperatura máxima admisible de corta duración (para menos de 5 segundos) del aislante del conductor.
Se elige el criterio más restrictivo de los tres (la sección mayor).


OTROS DATOS DE INTERÉS

Aquí se muestra el esquema eléctrico de la maqueta realizada en clase cuyo objetivo era encender una lámpara incandescente mediante dos interruptores conmutados e instalar una base de enchufe.


maquetauioqsdhgipudgfuip.jpg


ROJO: Neutro
ICP: Interruptor General Automatico
DIF: Interruptor Diferencial
MG1: Interruptor Magnetotermico1
MG2: Interruptor Magentotermico 2
enchufe.JPG = Enchufe
circulo.JPG = Bombilla
interruptor.JPG = Interruptor