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.