Instalaciones Electricas de Baja Tension

Se define instalación eléctrica de baja tensión (BT) al conjunto de aparatos y de circuitos asociados con el fin particular de la producción, la conversión, la transformación, la transmisión, distribución o la utilizaron de la energía eléctrica con unas tensiones nominales iguales o inferiores a 1000 V para corriente alterna y 1500 V para corriente continua.

Se clasifican según las tensiones nominales que se les asignen en:

• Muy baja tensión
  • Corriente alterna: V
  • Corriente continua: V
• Tensión usual
  • Corriente alterna: V
  • Corriente continua: V
• Tensión especial
  • Corriente alterna: V
  • Corriente continua: V

Las tensiones nominales utilizadas usualmente en las distribuciones de corriente alterna son:

• 230 V entre fases, para las redes trifásicas de 3 conductores
• 230 V entre fase y neutro y 400 V entre fases, para las redes trifásicas de 4 conductores

Si no puede utilizarse alguna de las tensiones normalizadas se condicionara su inscripción a que la nueva instalación pueda ser utilizada en el futuro con la tensión normalizada que pueda prever se.

La frecuencia normalizada es fija y de valor 50 Hz.

El RBT clasifica los suministros de energía eléctrica de BT en 2 tipos: los suministros normales y los suministros complementarios. Son:

• Suministros Normales: Efectuados a cada abonado por una sola empresa distribuidora por la totalidad de la potencia contratada por el mismo y con un solo punto de entrega de la energía
• Suministros Complementarios o de Seguridad: A efectos de seguridad y continuidad de suministro, complementan a un suministro normal. Se considera suministro complementario aquel que aun partiendo del mismo transformador, dispone de linea de distribución independiente del suministro normal desde su mismo origen en baja tensión. Se clasifican:
  • Suministro de Socorro: Esta limitado a una potencia receptora mínima equivalente al 15% del total contratado para el suministro normal
  • Suministro de Reserva: Dedicado a mantener un servicio restringido de los elementos de funcionamiento indispensables de la instalación receptora, con una potencia mínima del 25% de la potencia total contratada para el suministro normal.
  • Suministro Duplicado: Es capaz de mantener un servicio mayor del 50% de la potencia total contratada para el suministro normal

Los suministros complementarios son obligatorios para instalaciones en lugares singulares, pero no implica que en algunas instalaciones de equipos informáticos no pueda ser conveniente disponer de suministros complementarios para garantizar la seguridad de la información o de los propios equipos.

Las instalaciones eléctricas de BT previstas para recibir suministros complementarios deben constar de los dispositivos necesarios para impedir un acoplamiento entre ambos tipos de suministro.

Aparamenta

Antes de describir las partes que componen una instalación eléctrica de baja tensión, vamos a presentar brevemente los elementos básicos que hay en ella.

Conductores

El conductor es el elemento del circuito que conduce la corriente eléctrica. Es un elemento metálico, normalmente de cobre aunque puede ser también de aluminio, va recubierto y protegido por un material aislante que puede ser de diferentes materiales según las necesidades de la instalación. El conjunto conductor-aislante se denomina, en la terminología del RBT, conductor aislado.

Un conductor aislado o un grupo de conductores aislados pueden tener además una recubierta aislante que los red. Al conductor se le denomina cable o conductor aislado con cubierta, que puede ser un cable de un único conductor o un cable multiconductor, según sea la disposición anteriormente descrita.

El cable puede tener entre los conductores aislados y la cubierta, una pantalla o envolvente metálica.

El aislamiento del conductor puede ser de diferentes materiales en función del tipo y características de la instalación a la que vayan destinados.

El aislamiento mas utilizado es el policloruro de vinilo o PVC, que según la tensión de aislamiento requerida se identifica mediante una codificación diferente. Para instalaciones empotradas donde el cable no esta en el exterior el nivel de aislamiento requerido es 450/750 V y para instalaciones donde el conductor si esta en el exterior se requiere un conductor aislado con cubierta y de tensión de aislamiento mínima de 0,6/1 kV.

El aislamiento de los conductores puede ser de otros tipos para conseguir ciertas propiedades que mejores sus prestaciones.

Materiales aislantes como la goma etileno propileno (EPR) o el polietileno reticulado (XLPE) mejoran la capacidad de corriente del conductor, siendo utilizados por este motivo como alternativa en instalaciones donde se prevén temperaturas mayores de las normales o donde se desea disminuir la sección del conductor convencional.

En ciertas instalaciones pueden ser también muy importantes ciertos aspectos relacionados con la capacidad del aislamiento para soportar situaciones en relación con la seguridad, como los incendios.

La capacidad del aislamiento de retardar la propagación de la llama y para no generar humos tóxicos y opacos es un factor muy importante para favorecer la evacuación de personas en casos de incendio en locales con concentración de numerosas personas.

El RBT prescribe que el aislamiento de los conductores utilizados en todas las instalaciones eléctricas en locales de publica concurrencia, sea de características no propagadora del incendio y con emisión de humos y opacidad reducida.

En lo relativo a la identificación de los conductores, es especialmente importante identificar en todos los circuitos cada tipo de conductor con unos colores determinados. Los colores a utilizar según el tipo de conductor son:

• verde-amarillo para el conductor de protección (tierra). Esta norma se cumple SIEMPRE
• azul claro para el conductor neutro
• marrón o negro para los conductores de fase.

En el caso de que fueran circuitos trifásicos donde sea necesario distinguir las fases, se utilizaran los colores gris, marrón y negro.

Cuando no pueda obtener comercialmente los colores requeridos, la identificación debe hacerse mediante señalizadores (argollas, etiquetas,...), medios que permitan la correcta identificación del conductor en cualquier punto accesible de la instalación.

Función de Mando y Maniobra
La función de mando, o de maniobra, consiste en la puesta en servicio o fuera de servicio de un aparato para su utilización o de una parte de una instalación. Esta función se realiza manualmente por interruptores o conmutadores o a distancia con ayuda de contactores.

La función de mando no implica sistemáticamente la función de protección eléctrica, de hecho, la normativa de seguridad exige que los dispositivos de mando eviten los posibles riesgos mecánicos.

Los aparatos de mando o maniobra deben estar claramente identificados para evitar toda puesta en servicio accidental.

Interruptor
El interruptor es un aparato mecánico de mando manual directo, capaz de establecer, de soportar y de interrumpir su intensidad de corriente asignada, en las condiciones normales del circuito, y cumplir eventualmente las condiciones especificas de sobre carga en servicio y cortocircuito.

según el numero de polos que contiene podemos clasificarlos en interruptores unipolares, bipolares, tripolares y tetrapolares. Cuando el interruptor abre todos los conductores activos de una instalación se dice que el corte es omnipolar.

Los interruptores de los aparatos o de los circuitos de distribución de baja tensión alimentados en monofásico son en la mayoría de los casos unipolares. Es necesario colocar el interruptor sobre el conductor de la fase.

Un interruptor viene caracterizado por la tensión nominal, intensidad nominal de trabajo y por el poder de cortocircuito. El poder de cortocircuito es el valor de la intensidad de cortocircuito que puede interrumpir sin deterioro.

Los interruptores tienen, además, la función de separación de circuitos con el fin de garantizar el aislamiento efectivo del circuito separado. Tienen el nombre de interruptores-seccionadores y deben cortar todas las fases, incluyendo el neutro en las instalaciones TT y deben ser conformes a la norma UNE-EN 60947-3.

Contactor
El contactor es un aparato de mando pero sus elementos móviles de contacto están mantenidos contra los elementos fijos por la acción de un circuito magnéticos, mandado por la puesta en tensión de una bobina.

El contactor tiene una posición mecánica de reposo en la que no tiene tensión. Cuando la bobina se pone en tensión, el contactor cambia la posición de apertura o cierre de sus contactos respecto a la de reposo; cuando se interrumpe la corriente en la bobina, el circuito magnético se abre y el contactor vuelve a la posición de reposo, ya sea de cierre o de apertura.

Este elemento permite realizar la función de mando a distancia, manual o automáticamente, según se actúe sobre el circuito de la bobina.

Los contactores están construidos para efectuar un numero de maniobras muy grande. Su poder de corte y de cierre es muy elevado, lo que le permite absorber la punta de arranque de un motor asíncrono.

Disyuntor o Interruptor de Corte Automático
El disyuntor o interruptor de corte automático es un aparato de mando, generalmente manual. Controla los circuitos principales o secundarios de una instalación eléctrica, y no para el mando de una maquina de uso intensivo.

En reposo, los contactos móviles están separados de los contactos fijos. El accionamiento provoca el cierre de los contactos al mismo tiempo que la deformación de un resorte que permanece comprimido mientras dura el cierre de los contactos del aparato. La apertura de los contactos se provoca por el accionamiento de una bieleta, que libera bruscamente la energía almacenada en el resorte, produciendo la separación rápida de los contactos.

El accionamiento de la bieleta puede provocarse por una palanca o un botón de disparo, o por la acción mecánica directa de un relé térmico, electromagnético o de corriente diferencial residual. Estos accionamientos se utilizan en los disyuntores de 'abonados', conformes con la normativa vigente. En determinados disyuntores industriales el disparo se produce a distancia mediante una bobina de tensión.

Seccionador
El seccionador permite poner fuera de tensión la instalación, o una parte, para realizar trabajos de reparación en ella. Esta funcionalidad se le denomina función de seccionamiento y consiste en la puesta fuera de tensión de todos los elementos activos.

El seccionador no tiene poder de corte, es decir, no debe ser maniobrado en carga ya que no puede interrumpir la corriente que le atraviesa.

La función de seccionamiento puede ser igualmente realizada por un interruptor siempre y cuando la distancia de apertura de sus contactos corresponda a la exigida por la norma de los seccionadores.

Para evitar la destrucción del seccionador y la proyección de metal en fusión, el mando del seccionador puede estar provisto de contactos auxiliares llamadores de precorte, que actúan automáticamente para la apertura de un dispositivos de corte en carga eléctrica.

Los seccionadores deben ser conformes a la norma UNE de referencia EN 60947-3. Pueden tener además combinada una función de protección, teniendo seccionadores fusibles que deben ser conformes a las normas de las serie UNE-EN 60269. Los seccionadores se combinan con interruptores automáticos, estos deben ser conformes con la norma UNE-EN 60947-3.

Función de Protección
La función de protección consiste en evitar poner en peligro o dañar a las personas que utilizan la instalación eléctrica y a los equipos que están conectados a ella.

• Función de Corte de Urgencia: Permite el corte voluntario en carga de todos los conductores activos. Puede ser asegurada por un aparato de corte con la reserva de que realice un corte omnipolar.
• Función de Protección contra las Sobreintensidades: Las protecciones contra las sobreintensidades tienen por objeto evitar que un aumento anormal de la corriente que recorre un conductor o un aparato deteriore el aislamiento del conductor o los circuitos internos del aparato. Se distingue:
  • Las sobrecargas, el aumento de la carga de los motores o de la conexión de nuevos consumidores adicionales sobre la línea
  • Los cortocircuitos, con valores de intensidad de corriente mucho mayores, que resultad de contactos de impedancia despreciable entre conductores activos a potenciales diferentes.
• Función de Protección contra Contactos Indirectos: Tienen por objeto evitar el choque eléctrico que se produciría al entrar en contacto una persona con una masa puesta accidentalmente bajo tensión

Fusible
El fusible es un aparato de protección cuya función es abrir el circuito o los circuitos donde ha sido insertado cuando la corriente que lo atraviesa supera un valor determinado durante un tiempo determinado.

Los fusibles normalizados se caracterizan por un poder de corte elevado. Son aparatos de protección de los denominados de tiempo inverso, es decir, que su tiempo de actuación y funcionamiento es inversamente proporcional al valor de la sobrecarga, por eso aseguran la protección contra sobrecargas.

Determinados fusibles sometidos a intensidades del orden de 10 veces su intensidad asignada pueden asegurar la protección contra los cortocircuitos teniendo en cuenta su rapidez de funcionamiento

Hay 2 tipos de fusibles: los de uso industrial con un alto poder de corte y los de uso domestico, de menor poder de corte y de acción rápida por lo que protegen a la vez contra sobrecargas y contra cortocircuitos

Los fusibles pueden estar combinados con seccionadores y deben ser conformes a la serie de normas UNE-EN60269 o con interruptores siendo entonces conformes a la norma UNE-EN 60947-3.

Relé y Disparador
Son los encargados de vigilar la magnitud de las corrientes que circulan por los equipos o instalaciones que protegen y de hacer funcionar una alarma o provocar la apertura del circuito en caso de defecto.

La diferencia entre el relé y el disparador es función del tipo de actuación sobre el dispositivo de salida. El disparador actúa mecánicamente sobre los aparatos de interrupción de la corriente a los que están asociados. El relé actúa eléctricamente sobre el circuito de mando del aparato encargado de interrumpir la corriente anormal que ha sido detectada; actúa sobre las bobinas de los contactores y de los interruptores automáticos.

En baja tensión los elementos de protección son habitualmente disparadores ya que actúan mecánicamente sobre los contactos del aparato de interrupción de la corriente. Los relés principalmente se utilizan en media tensión y en instalaciones industriales criticas donde convenga tener sistemas de rearme automático para minimizar el tiempo sin alimentación eléctrica.

Los principales relés de protección o de disparo son: los relés o disparadores térmicos, los relés o disparadores electromagnéticos, los relés o disparadores magnetotérmicos y los disparadores diferenciales.

Disparador Térmico
El funcionamiento se basa en la propiedad de una bilámina formada por 2 laminas de metales diferentes con coeficientes de dilatación también diferentes. Esta bilámina esta caldeada directamente por el paso de la corriente. La intensidad de corriente es superior al valor de reglaje, la bilámina se deforma y actúa sobre el sistema de disparo.

Este tipo de relé tiene una acción lenta a tiempo inverso. Asegura la protección contra las sobrecargas.

Disparador Electromagnético
Este tipo de relé esta constituido por un electroimán con una pieza móvil que puede ser su vástago o la armadura. Un aumento brusco de la corriente que recorre las bobinas del relé da lugar al desplazamiento del vástago o la atracción de la armadura, provocando el disparo y la apertura de los contactos principales.

E dispositivo de disparo es accionado por el electroimán cuando la intensidad sobrepasa el valor de reglaje. Este tipo de relé actúa instantáneamente y asegura la protección contra los cortocircuitos. Su actuación sobre la apertura de los contactos principales puede ser temporizada o diferenciada para permitir una cierta selectividad.

Disparador Magnetotermico
El relé esta constituido por la asociación de un relé electromagnético y de un disparador térmico. El primero asegura la protección contra las sobreintensidades y el segundo contra las sobrecargas.

Su acción es a la vez instantánea y diferenciada y su protección es completa contra las sobreintensidades.

Los interruptores automáticos deben ser conformes a la UNE-EN 60497-2 cuando son para uso industrial exclusivamente y con la norma UNE-EN 60898 para el resto de los casos.

Disparador de Corriente Diferencial Residual
El disparador de corriente diferencial residual o interruptor diferencial, se utiliza para señalar y localizar defectos de aislamiento a tierra, pero generalmente se asocia directamente a los dispositivos de corte automático.

Consta de un circuito magnético en forma toroidal que por su parte interior es atravesado por todos los conductores activos, el conductor de protección pasa por la parte exterior del toro. Una bobina secundaria enrollada sobre el toro alimenta un electroimán que actúa sobre el dispositivo de corte.

Su funcionamiento se basa en que en un circuito sin defecto a tierra, la suma vectorial de las corrientes de los conductores activos es nula.

En situación normal, los contactos del dispositivo de corte están cerrados y la instalación o el aparato que protege el interruptor diferencial están en tensión. Los contactos se mantienen cerrados por un sistema de muelle enclavado con un vástago. Una corriente de defecto, al ponerse en contacto un conductor activo con un elemento, que haga que se establezca y cierre un circuito a través de la toma a tierra la suma vectorial de las corrientes en el interior del toro no es nula. Un flujo magnético aparece en el toro que da lugar a una fuerza electromotriz en la bobina secundaria, que alimenta el electroimán que actúa mecánicamente sobre el vástago, liberando el muelle que abre los contactos.

Un interruptor diferencial esta regulado para funcionar a partir de un cierto valor de la corriente de defecto. Se define así la corriente diferencial nominal residual de desconexión o sensibilidad del interruptor diferencial, aquel valor de la corriente derivada a tierra a partir del cual se produce la desconexión de la instalación. Esta desconexión será tanto mas rápida cuanto mayor sea el valor de la corriente derivada.

Los interruptores diferenciales pueden incorporar también dispositivos de protección contra sobreintensidades conforme a lo establecido en la norma UNE-EN 61009

Interruptores Electrónicos
Las funciones de protección que realizan los interruptores térmicos, electromagnéticos o magnetotermicos, se realizan y aseguran también a partir de módulos electrónicos, manteniendo las mismas curvas tiempo-corriente y la misma filosofía de funcionamiento que los interruptores electromecánicos clásicos vistos.

Protección contra Sobretensiones Transitorias
Los protectores contra sobretensiones transitorias son aparatos de protección de la instalación contra los impulsos de tipo rayo que se transmiten por la red de distribución.

Estos impulsos se deben a la caída de rayos en las líneas eléctricas o en sus proximidades de amplitud elevada y pequeña duración pero con energía suficiente para destruir circuitos electrónicos y afectar a los aislamientos eléctricos.

Esta protección consiste en elementos descargadores de tipo semiconductor de descarga en aire que se insertan entre las fases de alimentación y tierra. Cuando se supera un cierto nivel de tensión para la que el protector esta diseñado, los descargadores entran en conducción y derivan la corriente del impulso a tierra, cesando la conducción cuando la tensión vuelve a su valor inicial.

La colocación ha de hacerse aguas arriba de los eventuales dispositivos diferenciales que esta tenga, para evitar el disparo de estos cuando el protector drena corriente a tierra, pero deben estar siempre aguas abajo del dispositivo general de protección contra sobreintesidades de la instalación.

Si se supera la potencia máxima admisible del protector contra sobretensiones, este puede quedar en conducción permanente, produciendo una derivación permanente a tierra los dispositivos de protección contra sobretensiones incorporen a su vez dispositivos de protección contra sobreintensidades internos o externos colocados entre las fases y tierra. así, se evita la desconexión de la instalación hasta la reparación del protector de sobretensiones o su sustitución.

Las características de estos elementos son diferentes en los distintos tipos comerciales debe consultarse al fabricante en lo relativo a las características de tensión máxima de servicios, nivel de protección o tensión limitada, en función de la categoría de los equipos a proteger, intensidad nominal de descarga e intensidad máxima de descarga, en función de las intensidades de descarga previstas.

La categoría de sobretension soportada a impulsos de los equipos depende del tipo de equipo, de las condiciones de la instalación y e la situación de los equipos en esta. El Reglamento Electrotécnico para Baja tensión, define dichas categorías y los niveles de sobretension asignada a estas.

El RBT obliga a colocar protección contra sobretensiones transitorias en todas las instalaciones alimentadas por redes de distribución aéreas con conductores desnudo y en todas aquellas donde el correcto funcionamiento de los equipos pueda tener gran influencia en la seguridad o tengan consecuencias económicas graves.

Montaje de Conjuntos y Esquemas
Lo mas habitual es encontrar los elementos simples vistos acoplados entre si para formar un solo aparato.

Esos aparatos se conectan generalmente en serie para mandar y proteger un circuito o una línea desempeñe en el conjunto una función especifica y concreta de mando y/o protección. Esos dispositivos sean selectivos que su actuación este coordinada de tal forma que desconecte primero el que se encuentra mas próximo al punto de defecto por delante del mismo quedando así sin tensión el menor numero de equipos de la red. De esta forma, la selectividad limita y minimiza el efecto de una falta.

La selectividad puede ser tanto temporal como espacial. La desconexión es escalonada, es decir, que la respuesta es tanto mas rápida cuanto mas próximo este el aparato de maniobre y/o protección al punto de fallo.

En un conjunto de aparatos de maniobra y protección conectados en serie, el primero de ellos es el que debe asumir la función de protección contra cortocircuitos protegiendo al circuito y al resto de los aparatos.

Tipos de Distribucion del Neutro

La elección y la utilización adecuada de los dispositivos de protección contra choques eléctricos en caso de defecto y contra sobreintensidades, es necesario conocer la forma en la que el sistema eléctrico tiene puestos a tierra el neutro de la alimentación y las masas de los aparatos receptores, es la distribución del neutro.

El tipo de distribución del neutro se designa por un código de 2 letras. La primera letra indica la unión o no del neutro a tierra, que puede ser:

• T: conexión directa del punto neutro a tierra
• I: ausencia de conexión del neutro a tierra o unión por medio de una impedancia de elevado valor

La segunda letra indica la unión de las distintas masas de los equipos de la instalación, que puede ser:

• T: conexión de las masas a tierra, independientemente de la existencia o no de puesta a tierra de la alimentación
• N: conexión de las masas al neutro, que a su vez esta puesto a tierra

Los sistemas posibles de distribución del neutro son el TT, TN e IT. La elección de uno u otro de estos tipos de distribución varia según las características técnicas y económicas de cada instalación.

Neutro a tierra o Sistema TT
El sistema de distribución del neutro que obligatoriamente tienen las redes de distribución publicas según lo establecido en el RBT, toda instalación conectada a un transformador de distribución de compañía debe tener esta configuración.

El neutro de la alimentación esta unido directamente a tierra en el centro de transformación y en líneas de distribución de cierta longitud, cada cierta distancia. Las masas de los equipos están interconectadas a través de un conductor de protección (CP) y unidas a tierra en un punto diferente a la toma de tierra del neutro.

Si se produce un defecto en un punto de la instalación, de modo que se produzca una circulación de corriente entre una fase y tierra, el bucle de defecto por el que circula dicha corriente tiene normalmente una impedancia elevada, ya que une el neutro del transformador con la tierra de las masas.

Este bucle de defecto incluye la impedancia interna del transformador, la propia impedancia del conductor de fase hasta el punto de defecto, la impedancia equivalente del propio defecto, la impedancia de la puesta a tierra tanto de las masas como la del propio neutro y la impedancia que hay entre las tierras de las masas y del neutro, que en este tipo de distribución suele ser elevada por ser diferente e independiente de la tierra de las masas.

La impedancia del bucle de defecto puede medirse en cada punto de utilización de la instalación mediante medidores específicamente diseñados para ello.

La corriente de defecto producida será idealmente igual a la tensión de suministro dividida por la impedancia total del bucle de defecto, por lo tanto será menor cuanto mayor sea esa impedancia. Por esto, los dispositivos de protección contra cortocircuitos y sobrecargas no sean efectivos para la protección, la corriente de defecto podría ser inferior a la de actuación de dichos dispositivos.

Que la corriente de defecto sea pequeña no implica que no haya riesgos a proteger. Si la tensión de las masas en condiciones de defecto supera los 50 V se considera que hay riesgos de electrocución para las personas que pudieran entrar en contacto con dichas masas.

La solución para la protección de estas instalaciones es la utilización de interruptores diferenciales de corriente residual, que detecten la diferencia de corriente entre fases activas. Los interruptores diferenciales comerciales pueden tener diferentes corrientes de defecto de disparo.

La selección de la corriente necesaria para la protección depende de la resistencia de puesta a tierra de las masas. se debe cumplir la siguiente condición:

donde:

• : suma de resistencias de la toma de tierra y de los conductores de protección de las masas. Esta resistencia es inferior a la impedancia del bucle de defecto.
• : corriente que asegura el funcionamiento automático del dispositivo de protección.
• : tensión de contacto limite convencional que no se debe sobrepasar.

Existe otra característica de corriente asignada a los interruptores diferenciales: la corriente admisible. No debe confundirse con la corriente residual a la que el diferencial actúa. Esta corriente admisible se refiere a la que circula por el interruptor diferencial en condiciones de funcionamiento normales. Indica la corriente máxima de la instalación en la que el interruptor diferencial puede ser instalado sin que se daño por sobrecalentamiento o por carecer de la adecuada capacidad de corte.

Regla General: La corriente admisible del interruptor diferencial debe ser igual o mayor que la del interruptor magnetotérmico general que proteja la instalación que también protege el interruptor diferencial.

El uso de un interruptor diferencial es la solución mas simple para la realización y utilización de la instalación. No necesita vigilancia permanente durante el funcionamiento cotidiano de los dispositivos diferenciales.

Puesta a Neutro,Sistema TN
Esta unido directamente a tierra y las masas de los equipos están unidas al punto neutro por los conductores de protección. 2 tipos de esquemas de distribución según sea el conductor del neutro y de protección un mismo conductor (sistema TN-C) o sean dos conductores distintos separados (sistema TN-S).

En el sistema TN-C el conductor del neutro y el conductor de protección son físicamente el mismo conductor (denominado CPN) a su vez esta unido a tierra en numerosos puntos. Las masas se conectan al conductor CPN. La función 'conductor de protección' es mas importante que la función 'neutro'. Un conductor CPN debe estar siempre unido al borne de 'tierran0 del receptor y debe realizarse un puente entre este borne y el borne del neutro.

La corriente que circula por el circuito en caso de defecto de aislamiento de una fase con respecto a tierra es función de la impedancia del bucle que se forma a través de la tierra al estar el neutro del transformador conectado directamente al circuito de protección, esta impedancia de bucle es mucho menor y las corrientes serán normalmente elevadas. Por eso, los elementos de protección serán normalmente interruptores magnetotérmicos, aunque pueden utilizarse también dispositivos de corte por corriente diferencial-residual. En TODOS los casos se debe cumplir la siguiente condición:

donde:

• : impedancia del bucle de defecto.
• : corriente que asegura el funcionamiento del dispositivo de corte automático en un tiempo.
• : tensión nominal entre fase y tierra

La ventaja de un sistema TN-C frente a un sistema TN-S esta principalmente en que es una instalación mas económica. En contra, se necesita un personal de mantenimiento competente y se acentúa el riesgo de incendio en el caso de fuerte corrientes de defecto. La economía conseguida en la instalación será con creces superada por el estudio suplementario necesario y por los costes de la explotación de la instalación.

Los sistemas TN-C y TN-S pueden combinarse en una misma instalación, dando lugar a lo que se conoce como sistemas TN-C-S.

Neutro Instalado, Sistema IT
El neutro de la alimentación esta aislado de la tierra mediante una impedancia. Las masas de los receptores están interconectadas y unidas a una misma puesta a tierra.

En este esquema se recomienda no distribuir el neutro. En estas condiciones la impedancia de bucle será muy grande con lo que la intensidad de defecto en caso de un primer fallo de aislamiento será muy pequeña aunque se tendrá que cumplir la siguiente condición:

donde:

• : suma de las resistencias de toma de tierra y de los conductores de protección de las masas.
• : corriente de defecto
• : tensión de contacto limite convencional
• : capacidades homopolares de los conductores respecto de tierra.

La desconexión ante un primer defecto solo será obligatoria si no se cumple la condición anterior pero es necesario disponer de un sistema de señalización de primer defecto de aislamiento ya que la instalación funcionaria en condiciones normales con el y en caso de producirse un segundo defecto en otra fase se produciría un cortocircuito de la alimentación. Dicha función se realiza mediante un Controlador Permanente de Aislamiento, colocado entre el neutro del transformador y el conductor de protección de la instalación.

La protección ante el segundo defecto la proporcionaran los dispositivos de protección contra los cortocircuitos de la instalación, siempre que todas las masas del circuito estén conectadas al mismo conductor de protección, CP. Al igual que en caso del sistema TT, se tendrán que utilizar interruptores de corriente diferencial-residual para el corte.

El sistema IT es la solución que asegura la mejor continuidad del servicio en funcionamiento de la instalación, pero necesita un personal especializado para el mantenimiento de la instalación así como un buen nivel de aislamiento de la red.

Puestas a Tierra

La puesta a tierra define el tipo de distribución del neutro.

El objetivo que se persigue con la puesta a tierra de las masas metálicas de los equipos conectados a la instalación es, el de limitar la tensión que con respecto a tierra pueden presentar estas en un momento dado, asegurando la actuación de las protecciones y disminuyendo así, o eliminando, el riesgo de choque eléctrico a las personas o de daño a los propios equipos.

Sistema de Puesta a Tierra
El Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión define la puesta a tierra como la unión eléctrica directa, sin fusibles ni protección alguna, de una parte del circuito eléctrico o de una parte conductora no perteneciente al mismo, con un electrodo o grupos de electrodos enterrados en el suelo mediante una toma de tierra.

Mediante la instalación de puesta a tierra se deberá conseguir que en el conjunto de instalaciones, edificios y superficie próxima del terreno no aparezcan diferencias de potencial peligrosas y que permita el paso a tierra de las corrientes de defecto o las de descarga de origen atmosférico.

Las tomas de tierra están formadas por un electrodo o por un conjunto de electrodos metálicos y enterrados, que presentan un buen contacto permanente con el terreno y que facilitan el paso a este de las corrientes de defecto que puedan darse o de la carga eléctrica que tenga o pueda tener.

La linea de enlace de tierra es la que conecta la toma de tierra con los bornes principales de tierra o puntos de puesta a tierra que deben disponerse donde se ubique la centralización de contadores, la caja general de protección y en la base de las estructuras metálicas de los ascensores, si existen.

De los bornes de tierra parten los conductores de protección donde se conectan los conductores de protección de los circuitos, CP, que se conectan a las masa de los receptores y los conductores de equipotencialidad que dan un protección suplementaria a las masas metálicas que pudiesen transferir tensiones en caso de defecto de aislamiento de un circuito de la instalación.

Los circuitos de puesta a tierra forman una linea electricamente continua en la que no pueden conectarse en serie ni masas ni elementos metálicos de ningún tipo: siempre la conexión de las masas y de cualquier elemento metálico al circuito de puesta a tierra se hace mediante derivaciones.

Se prohibe expresamente interrumpir los circuitos de puesta a tierra intercalando seccionadores, fusibles o interruptores. Tan solo está permitido disponer un dispositivo de corte en los puntos de puesta a tierra para poder medir la resistencia de la toma de tierra.

La naturaleza de los electrodos, su constitución, forma, dimensiones y de las condiciones de instalación de las partes que componen el sistema de puesta a tierra depende de distintos factores como son el tipo de instalación, la estructura del edificio y del tipo de terreno. Todos estos aspectos están recogidos en el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión.

Es muy importante la comprobación y el mantenimiento de forma periódica por el personal especializado del sistema de puesta a tierra midiendo la resistencia de tierra y reparando inmediatamento los defectos que se encuentren.

Receptores
El reglamento de BT clasifica los receptores en función de la posibilidad o no de efectuar la puesta a tierra y de la forma de realizarla.

• clase 0: No llevan dispositivos de protección. Aislamiento funcional (lo mínimo para que funcione correctamente)
• clase I: LLevan dispositivos de protección. El cable y la clavija del receptor incluyen un conductor de protección. El aislamiento, al menos, es funcional.
• clase II: No llevan dispositivos que unan las partes metálicas accesibles a un conductor de protección. Aislamiento reforzado que asegura la protección ante contactos indirectos. Están indicados mediante 2 cuadrados concéntricos.
• clase III: Son receptores que no funcionan a una tensión superior a los 50 V.

Instalacion de Enlace

Son aquellas que unen la caja general de protección o cajas generales de protección con las instalaciones interiores o receptoras del usuario. Comenzarán al final de la acometida, que es responsabilidad de la compañía distribuidora, y terminarán en los dispositivos generales de mando y protección.

Estas instalaciones son propiedad del usuario, por lo que queda bajo su responsabilidad su conservación y mantenimiento.

Las partes que constituyen las instalaciones de enlace:

• Caja General de Protección (CGP): Cajas que alojan los elementos de protección de las lineas generales de alimentación.
• Linea General de Alimentación (LGA): Enlaza la Caja General de Protección con la centralización de contadores. De una misma linea general de alimentación pueden hacerse derivaciones para distintas centralizaciones de contadores.
• Elementos para la Ubicación de Contadores (CC): Podrán estar ubicados en módulos, paneles o armarios. Incluye la unidad funcional del interruptor general de maniobra.
• Derivación Individual (DI): Suministra energía eléctrica a una instalación de usuario.
• Caja para Interruptor de Control de Potencia (ICP): Un dispositivo que coloca la empresa suministradora para controlar que la potencia realmente demanda por el consumidor no exceda de la contratada.
• Dispositivos Generales de Mando y Protección (DGMP): El conjunto de protecciones que se disponen en el origen de la instalación interior.

Las cajas generales de protección corresponderán a uno de los tipos recogidos en las especificaciones técnicas de la empresa suministradora que hayan sido aprobadas por la Administración Pública competente. Dentro se instalarán cortacircuitos fusibles en todos los conductores de fase o polares. El neutro estará constituido por una conexión amovible situada a la izquierda de las fases y dispondrá también de un borne de conexión para su puesta a tierra si procede.

Las lineas generales de alimentación y las derivaciones individuales admiten los siguientes tipos de instalación:

• Conductores aislados en el interior de tubos empotrados.
• Conductores aislados en el interior de tubos enterrados.
• Conductores aislados en el interior de tubos en montaje superficial.
• Conductores aislados en el interior de canales protectoras cuya tapa solo se pueda abrir con la ayuda de un util.
• Canalizaciones eléctricas prefabricadas que deberán cumplir la norma UNE-EN 60439-2.
• Conductores aislados en el interior de conductos cerrados de obra de fábrica, proyectados y construidos al efecto.

Los conductores serán de cobre o aluminio y los cables serán no propagadores del incendio y con emisión de humos y opacidad reducida. Los tubos en las instalaciones de enlace deben ser no propagadores del incendio.

El Reglamento diferencia 3 casos para establecer la máxima caída de tensión admisible segun el tipo de instalación:

• Los contadores estén concentrados de forma centralizada en un único lugar,la máxima caída de tensión permitida en la linea general de alimentación es del 0,5% y en las derivaciones individuales del 1%.
• Los contadores estén concentrados en más de un lugar, la máxima caída de tensión permitida en la linea general de alimentación es del 1% y en las derivaciones individuales del 0,5%.
• Un único usuario, en el que no existe una linea general de alimentación, la máxima caída de tensión permitida en las derivaciones individuales es del 1,5%.

En el Reglamento se establecen las características y las secciones mínimas de los cables, tanto para la linea general de alimentación como para las derivaciones individuales.

Instalacion Receptora o de Interior

La instalación interior comienza a partir de los dispositivos generales de mando y protección (DGMP) donde finaliza la derivación individual. En instalaciones fijas, los sistemas de instalación de los conductores son los siguientes:

• Conductores desnudos colocados sobre aisladores
• Conductores aislados colocados sobre aisladores
• Conductores aislados colocados bajo tubos protectores
• Conductores aislados fijados directamente sobre las paredes
• Conductores aislados enterrados
• Conductores aislados colocados en el interior de huecos en la instrucción
• Conductores aislados bajo molduras
• Conductores aislados colocados dictamine bajo enlucido.

La sección de los conductores se determinad de forma que la caída de tensión entre el origen de la instalación interior y cualquier punto sea como máximo de un 3% de la tensión nominal para circuitos de alumbrado y de un 5% para otros usos.

Al principio de toda instalación se coloca un cuadro de distribución con los siguientes dispositivos:

• Un interruptor general automático de corte omnipolar independiente del interruptor de control de potencia
• Un interruptor diferencial general para proteger de contactos indirectos de todos los circuitos.
• Dispositivos de corte omnipolar para proteger de sobrecargas y cortocircuitos de cada uno de los circuitos interiores
• Un dispositivo de protección contra sobretensiones si fuese necesario.

Como reconcentra sobrecargas pueden utilizarse fusibles calibrados de características de funcionamiento adecuadas o interruptores automáticos con sistema térmico de corte.

Para la protección contra cortocircuitos pueden utilizarse fusibles calibrados de características de funcionamiento adecuadas o interruptores automáticos con sistema electromagnético de corte. Estos han de cumplir las siguientes condiciones generales:

• Soportar la influencia de los agentes exteriores a los que estén sometidos
• Los fusibles irán colocados sobre material aislante incombustible y estarán construidos de forma que no puedan proyectar metal al fundirse. Deben permitir su recambio bajo tensión, sin peligro alguno.
• Los interruptores automáticos serán los apropiados a los circuitos que deben proteger, respondiendo en su funcionamiento a las curvas untuosidad-tiempo adecuadas.
• Los interruptores diferenciales deberán resistir las corrientes de cortocircuito que puedan presentarse en el punto de su instalación. Estarán protegidos por fusibles de características adecuadas o por un interruptor magnético adecuado que les proteja
• Los dispositivos de protección contra sobrecargas y cortocircuitos de los circuitos interiores, los polos protegidos que correspondan al numero de fases del circuito que protegen y sus características de interrupción estarán de acuerdo con las corrientes admisibles en los conductores del circuito que protegen.

Calculo de la Seccion de los Conductores

Existen 2 criterios que se deben aplicar, considerando siempre el que resulte más desfavorable. Son:

• Máxima caida de tensión admisible: La sección del conductor debe ser tal que la mayor caida de tensión que se produzca en cualquier punto del circuito sea menor que un valor dado.
• Máxima intensidad de corriente admisible: La sección del conductor debe ser tal que admita el paso de la máxima corriente prevista sin que se deteriore el cable.

Selección de los Conductores
Para calcular la sección y elegir el conductor apropiado para el circuito de una instalación, se procede de la siguiente manera:

1. Calculamos la intensidad de corriente máxima que circulará por el circuito a partir de las potencias de todos los aparatos susceptibles de funcionar simultáneamente.
2. Con esta intensidad máxima se elige el dispositivo de protección de la línea cuya intensidad asignada o nominal sea la mayor y más próxima a la intensidad máxima calculada. Ese valor elegido es el valor de la intensidad de corriente admisible permanente del circuito.
3. Con ese valor se determina la sección normalizada del conductor: se elige la sección cuya intensidad máxima admisible sea la mayor y más próxima a la intensidad de corriente admisible permanente del circuito.
4. Calculamos la caída de tensión según sea el circuito monofásico o trifásico, utilizando la sección del conductor elegida, la intensidad de corriente admisible permanente del circuito y considerando la carga conectada en el extremo más alejado del mismo.
5. El valor de la caída de tensión obtenido se compara con los límites de la máxima caída de tensión admisible dados en el Reglamento: 3% de la tensión nominal desde el origen de la instalación para circuitos de alumbrado y 5% para otros usos; 3% en todos los casos si se trata de una vivienda. Si la caida de tensión obtenida es menor que el límite admisible, esta es la sección del conductor buscada. Si no, se toma la siguiente sección normalizada y se vuelve al punto anterior.

La experiencia dice que para longitudes inferiores a unas pocas decenas de metros el criterio determinante suele ser el de la máxima intensidad de corriente admisible y para longitudes mayores lo es el de la máxima caida de tensión.

En cuanto a la sección mínima que han de tener los conductores de protección, ésta está normalizada en el Reglamento y se determina a partir de la sección de los conductores de fase del circuito.