INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN VIVIENDAS

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1 INSTALACIONES ELÉCTRICAS EN VIVIENDAS TALLER TECNOLÓGICO Y PROFESIONAL 3º ESO IESO CAMINO ROMANO SISANTE (CUENCA) Página 1 de 19

2 ÍNDICE DEL TEMA 1. INTRODUCCIÓN 2. DISTRIBUCIÓN DE LA CORRIENTE 2.1. Carga de la Instalación. 3. GRADO DE ELECTRIFICACIÓN 4. DIFERENCIA ENTRE CORRIENTE CONTINUA Y CORRIENTE ALTERNA 5. IDENTIFICACIÓN DE CONDUCTORES EN CORRIENTE ALTERNA Y CORRIENTE CONTINUA 6. ELEMENTOS DE PROTECCIÓN EN CORRIENTE ALTERNA Y CONTINUA 6.1. Fusibles 6.2. El Interruptor Magnetotérmico 6.3. El Interruptor Diferencial 7. TOMA DE TIERRA 8. EL ICPM 9. LÍNEAS EN LAS VIVIENDAS 10. CUADROS DE CONTRATACIÓN 11. ESQUEMAS UNIFILARES Y MULTIFILARES 12. SIMBOLOGÍA Página 2 de 19

3 1. INTRODUCCIÓN La realización de las instalaciones eléctricas están sujetas al reglamento electrotécnico de baja tensión que comprende las instrucciones técnicas ( ITC) BT 01 a BT51, la última edición del mismo se realizó el 18 de septiembre de El conocimiento del mismo es imprescindible para los instaladores eléctricos, pero aquí sólo se hace referencia a lo que indica el mismo con el objeto de familiarizarnos con sus instrucciones. Por otra parte las instalaciones se representan con esquemas que nos ayudan a interpretar la conexión entre los distintos elementos. Existen dos tipos de esquemas, uno simplificado con poco detalle llamado Unifilar, se utiliza para dar una idea general así como la situación de los elementos y otro desarrollado que permite comprender el funcionamiento, ejecutar el cableado y facilitar su reparación llamado Multifilar. En ésta unidad utilizaremos ambos tipos de esquemas. Además respetaremos la simbología normalizada que se emplea en ellos. 2. DISTRIBUCIÓN DE LA CORRIENTE El reglamento electrotécnico de baja tensión (REBT) establece que las tensiones nominales usualmente utilizadas en las distribuciones de corriente alterna serán de: a) 230 V entre fases para redes trifásicas de tres conductores. b) 230 V entre fase y neutro, y 400 V entre fases, para las redes trifásicas de 4 conductores Carga de una Instalación. Grado de electrificación. Para obtener la carga de que dispone una instalación eléctrica, es necesario conocer la potencia, en vatios, de todos los receptores que se van ha instalar y conectar al mismo tiempo, se suman y obtenemos la carga de la instalación. Ejercicio 1: En una vivienda de 100 m2, tenemos los siguientes receptores en cada habitación: Comedor: 3 bombillas de 100 W, televisión de 150 W, equipo de música 135 W, DVD 60 W, lámpara de 40 W. Pasillo: 4 bombillas halógenas de 50 W. Página 3 de 19

4 Cocina: 2 fluorescentes de 30 W, Nevera de 350 W, lavavajillas 600 W, microondas 700 W, horno 1500 W, lavadora 800 W y secadora de 550 W. Dormitorio de matrimonio: 5 bombillas de 60 W, dos lámparas de 40 W, televisión de 80 W. Dormitorio del niño: Lámpara de bajo consumo de 7 W, ordenador personal 400 W, radio CD 45 W. Estudio: Luminaria con 3 fluorescentes de 35 W, ordenador portátil de 80 W. Baño: 3 bombillas de 25 W, 1 bombillas de 60 W, secador de pelo de 1000 W. Obtener la potencia total instalada en la vivienda: Solución: La potencia instalada será: Habitación Potencias Total Comedor 3* W Pasillo 4* W Cocina 2* W Dormitorio de matrimonio 5*60 + 2* W Dormitorio del niño W Estudio 3* W Baño 3* W Total 7677 W Si dividimos la potencia total por la tensión obtenemos la corriente que entrará en la vivienda. I = P/V = 7677 W/ 230 V = 33,378 A 3. GRADO DE ELECTRIFICACIÓN Electrificación Básica Debe permitir la utilización de los aparatos eléctricos de uso común en una vivienda. P W Página 4 de 19

5 Electrificación Elevada Es la correspondiente a viviendas con una previsión de utilización de aparatos electrodomésticos superior a la electrificación básica o con previsión de utilización de sistemas de calefacción eléctrica o de acondicionamiento de aire o con superficies útiles de la vivienda superiores a 160 m 2, o con cualquier combinación de los casos anteriores. P W Ejercicio 2: Con qué tipo de electrificación corresponde el ejemplo anterior? Solución: Electrificación básica. La dimensión de la vivienda es inferior a 160 m 2, no dispone ni de calefacción ni de aire acondicionado y no supera los W. Ejercicio 3: Qué tipo de electrificación debemos elegir para una vivienda donde queremos poner aire acondicionado? Solución: Electrificación elevada. Ejercicio 4: Qué tipo de electrificación debemos elegir para una vivienda usual de 90 m2, con lavadora y termo eléctrico? Solución: Electrificación básica. 4. DIFERENCIA ENTRE CORRIENTE CONTINUA Y CORRIENTE ALTERNA La corriente continua (CC o DC) se genera a partir de un flujo continuo de electrones (cargas negativas) siempre en el mismo sentido, el cual es desde el polo negativo de la fuente al polo positivo. Al desplazarse en este sentido los electrones, los huecos o ausencias de electrones (cargas positivas) lo hacen en sentido contrario, es decir, desde el polo positivo al negativo. Página 5 de 19

6 Por convenio, se toma como corriente eléctrica al flujo de cargas positivas, aunque éste es a consecuencia del flujo de electrones, por tanto el sentido de la corriente eléctrica es del polo positivo de la fuente al polo negativo y contrario al flujo de electrones y siempre tiene el mismo signo. La corriente continua se caracteriza por su tensión, porque, al tener un flujo de electrones prefijado pero continuo en el tiempo, proporciona un valor fijo de ésta (de signo continuo), y en la gráfica V-t (tensión tiempo) se representa como una línea recta de valor V. Ej: Corriente de +1v En la corriente alterna (CA o AC), los electrones no se desplazan de un polo a otro, sino que a partir de su posición fija en el cable (centro), oscilan de un lado al otro de su centro, dentro de un mismo entorno o amplitud, a una frecuencia determinada (número de oscilaciones por segundo). Por tanto, la corriente así generada (contraria al flujo de electrones) no es un flujo en un sentido constante, sino que va cambiando de sentido y por tanto de signo continuamente, con tanta rapidez como la frecuencia de oscilación de los electrones. En la gráfica V-t, la corriente alterna se representa como una curva u onda, que puede ser de diferentes formas (cuadrada, sinusoidal, triangular..) pero siempre caracterizada por su amplitud (tensión de cresta positiva a cresta negativa de onda), frecuencia (número de oscilaciones de la onda en un segundo) y período (tiempo que tarda en dar una oscilación). Ej: Corriente de 2Vpp (pico a pico) de amplitud, frecuencia 476'2 Hz (oscil/seg) Página 6 de 19

7 También se pueden emplear corrientes combinación de ambas, donde la componente continua eleva o desciende la señal alterna de nivel. Ej: Aplicando las dos señales anteriores, tenemos: 5. IDENTIFICACIÓN DE CONDUCTORES EN CORRIENTE ALTERNA Cuantas veces se estropeó el interruptor de la luz o dejó de funcionar el timbre de la puerta?. Para que puedas repararlo, hay que conocer lo básico en electricidad y con un poco de cuidado y paciencia, podrás solucionar las pequeñas averías que tengamos en casa. Todo aparato eléctrico tiene dos contactos, uno de entrada de energía y otro de salida. Los tres cables que tenemos en los enchufes de casa son: fase, neutro y tierra. Página 7 de 19

8 Lo primero que veremos es lo que indican los colores de los cables. FASE en colores NEGRO, GRIS O MARRÓN NEUTRO en color AZUL TIERRA en color AMARILLO-VERDE. Si metemos las puntas del voltímetro en los agujeros de un enchufe, la fase y el neutro nos darán 220V, la fase y el tierra nos darán 220V, y el neutro y el tierra 0V. Es muy importante no mezclar los colores cuando hagamos un empalme, pues cada color cumple una función. El cable de tierra no lleva corriente, y está conectado a una pica enterrada en el suelo para proteger a la personas de un mal contacto o derivación. La fase: es la encargada de traer la corriente. El neutro: es el retorno de la energía. Para saber que cable es la fase, se usa un buscapolo, que al introducirlo en el enchufe y colocar el dedo en su parte superior nos dirá, si se ilumina es fase y si no se ilumina es neutro. La sección de los cables varía dependiendo del uso que se vaya a realizar. Para el alumbrado se utiliza cable de 1,5 mm2 (10A), para los enchufes de 2,5 mm2 (16A), para la lavadora, lavavajillas, microondas son de 4 mm2 (20A) y para hornos y vitroceramicas será de 6 mm2 (25A). En el cuadro de la vivienda encontramos protecciones generales para sobrecargas y cortocircuitos. Automático general: Para el corte total de la instalación. Un diferencial general: Controla toda la instalación y protege de sobrecargas. Página 8 de 19

9 Automáticos para cada parte interior. Para poder cortar cada zona independientemente. Cada vez que hagamos algún trabajo, por mínimo que sea, cortaremos la corriente eléctrica por nuestra seguridad. 6. ELEMENTOS DE PROTECCIÓN EN CORRIENTE ALTERNA Y CORRIENTE CONTINUA. Como su nombre dice se trata de elementos que protegen a los circuitos y a las personas de sobreintensidades y contactos indirectos.como sobreintensidades y de forma genérica entendemos, intensidades de circulación de corriente eléctrica superiores a las establecidas como máximas y que pueden causar un deterioro en el circuito. Como contactos indirectos entendemos fugas de corriente fuera del circuito eléctrico y que pueden llegar hasta personas o instalaciones provocando un accidente. Existen dos tipos de sobreintensidades: Cortocircuito, unión directa de dos puntos de distinto potencial con un elemento conductor, en cuyo caso la intensidad tenderá a ser infinito ( muy alta de forma instantánea ), el cortocircuito es muy peligroso produciendo arcos eléctricos y desperfectos por necesidad. Sobreintensidad, intensidad superior a la máxima permitida, que puede llegar a producir desperfectos en la instalación. Los elementos de protección se sitúan siempre al inicio del circuito. Para proteger las instalaciones de estos peligros existen los siguientes instrumentos: Página 9 de 19

10 6.1. FUSIBLES: Es un elemento compuesto de dos pletinas conductoras en los extremos unidas por un hilo conductor calibrado. Están basados el efecto Joule, al ser el hilo conductor calibrado, cuando pasa por este una intensidad superior a la estipulada el calentamiento que se produce hace que el hilo se rompa cortándose la continuidad del circuito. Son elementos que protegen de sobreintensidades y de cortocircuitos y son ampliamente utilizados tanto para ce como para ca. Estos elementos una vez fundidos hay que sustituirlos por otro nuevo. Es importante decir que JAMÁS DEBE SUSTITUIRSE UN FUSIBLEPOR UN CONDUCTOR DE GRAN SECCIÓN PARA EVITAR QUE DISPARE pues estamos perdiendo la protección que éste nos ofrece, poniendo en riesgo a los usuarios de la instalación y yendo en contra de la normativa vigente EL INTERRUPTOR MAGNETOTÉRMICO: Existen dos mecanismos de corte automático, que tienen como finalidad proteger de alguna manera a la instalación y a las personas de las consecuencias de un fallo eléctrico: el interruptor magnetotérmico y el interruptor diferencial. El interruptor magnetotérmico protege contra sobrecargas y cortocircuitos, provocando la desconexión de la fuente de alimentación cuando circula a través de él, una intensidad de valor mayor a la nominal del propio interruptor. Se denomina también Pequeño Interruptor Automático (PIA). El funcionamiento de un interruptor magnetotérmico se basa en una chapa de material bimetálico, que se deforma con el sobrecalentamiento que se produce en las sobrecargas y cortocircuitos. Esta chapa bimetálica, al deformarse, arrastra una serie de contactos que abren el circuito. Página 10 de 19

11 El funcionamiento es similar al de un fusible, pero con la ventaja de que cada vez que salta no hay que sustituirlo por uno nuevo, sino que hay que rearmarlo, subiendo una palanca de plástico EL INTERRUPTOR DIFERENCIAL La labor del interruptor diferencial es algo más compleja, su función básica es la de proteger a las personas de los contactos indirectos. Esto solo puede conseguirlo si existe una buena red de tierra, cuando se produce una intensidad de defecto, esta es derivada a tierra provocando una diferencia respecto a la intensidad inicial, esta diferencia es detectada por el interruptor diferencial provocando su disparo de manera automática. En su interior incorpora un transformador toroidal, a él se conectan la fase, el neutro y un hilo de mando que incorpora en sus extremos un electroimán, cuando la intensidad de entrada en el toroidal y la de salida no son iguales, los flujos de corriente que se forman en el toroidal también dejan de serlo. Se crea por tanto una diferencia de flujos que induce a su vez una intensidad que circula por el hilo de mando y estimula el electroimán. Esto provoca el desplazamiento de los contactos del interruptor diferencial y la apertura del circuito. A continuación se muestra el esquema de conexiones interno de un interruptor diferencial bipolar. En el se pueden observar también todos sus elementos y comprender mejor su funcionamiento. Los interruptores diferenciales incorporan un pulsador de "test", cuyo accionamiento permite chequear el buen funcionamiento del mecanismo. Página 11 de 19

12 7. TOMA DE TIERRA La instalación de la toma de tierra de un edificio comienza con la construcción del mismo. Cuando se abren las zanjas para realizar la cimentación y se colocan los entramados de acero para realizarla, se unen dichos entramados soldando entre ellos un conductor de cobre desnudo que quedará enterrado en la tierra. Generalmente se instalan unas picas clavadas en la tierra y unidas mediante grapas a dicho conductor. Una pica es una barra maciza de cobre de unos dos metros de longitud en cuyo extremo lleva una abrazadera para unir a ella un conductor. Por tanto, todos los elementos metálicos del edificio quedan unidos entre sí a tierra, y el conductor de tierra se lleva al cuadro eléctrico general del edificio desde donde se distribuye por todas las viviendas. Si no existiera puesta a tierra y se produjese la avería antes comentada la corriente entrante sería igual a la saliente, al no existir ningún camino alternativo para derivarse a tierra, con lo que el diferencial no saltaría. Sólo en el caso de que una persona tocase la parte metálica saltaría, pues sería dicha persona la que haría de conductor de tierra, pero es posible que el disparo se produjese demasiado tarde, ya que por el cuerpo de la persona ya habría circulado corriente. La toma a tierra, conexión a tierra, o simplemente tierra, se emplea en las instalaciones eléctricas para evitar el paso de corriente al usuario por un fallo del aislamiento de los conductores activos. Consiste en una pieza metálica (pica o electrodo), enterrada en suelo con poca resistencia, y si es posible, se conecta también a las partes metálicas de la estructura de un edificio. Se distribuye por la instalación por medio de un Página 12 de 19

13 cable de aislante de color verde y amarillo, que debe acompañar en todas sus derivaciones a los cables de tensión eléctrica, y debe llegar a través de los enchufes a cualquier aparato que disponga de partes metálicas que no estén suficientemente separadas de los elementos conductores de su interior. Cualquier contacto directo o por humedades, en el interior del aparato eléctrico, que alcance sus partes metálicas con conexión a la toma a tierra encontrará por ella un camino de poca resistencia, evitando pasar al suelo a través del cuerpo del usuario que accidentalmente pueda tocar el aparato. La protección total se consigue con el interruptor diferencial, que provoca la apertura de las conexiones eléctricas cuando detecta que hay una derivación hacia la tierra eléctrica en el interior de la instalación eléctrica que controla. Debe evitarse siempre enchufar un aparato dotado de clavija de enchufe con toma de tierra en un enchufe que no disponga de ella EL ICPM El Interruptor de Control de Potencia (ICP) es un interruptor magnetotérmico automático que instala la compañía suministradora de energía eléctrica al inicio de la instalación eléctrica de cada vivienda que controla la potencia consumida por el cliente en cada momento, de tal forma que, cuando dicha potencia consumida supera la potencia contratada, entra en acción automáticamente cortando el suministro eléctrico y es necesario rearmarlo para reanudarlo. En España está regulado por la norma UNE 20317, que define la curva de disparo, es decir, el tiempo de disparo en función de la sobrecorriente. Va en una caja precintada para que no pueda ser manipulado por el usuario. Se parece bastante a in interruptor magnetotérmico y tiene la función de abrir el circuito cuando superemos el consumo que hemos contratado (si conectamos al mismo tiempo muchos aparatos eléctricos). Página 13 de 19

14 9.- LÍNEAS EN LAS VIVIENDAS. Los tipos de circuitos independientes en las viviendas serán los siguientes y estarán protegidos cada uno de ellos por un interruptor automático de corte omnipolar con accionamiento manual y dispositivo de protección contra sobrecargas y cortocircuitos. Circuitos de la electrificación básica: C1 circuito de iluminación. C2 circuito de tomas de corriente y frigorífico. C3 circuito de cocina y horno. C4 circuito de la lavadora, lavavajillas y el termo eléctrico. C5 circuito de tomas de corriente de los cuartos de baño, así como las bases auxiliares del cuarto de cocina. Circuitos de la electrificación elevada: En los cuadros de viviendas con grado de electrificación elevada (obligatorio para viviendas con superficies superiores a 160 m²) tendremos, además de los circuitos anteriores, los siguientes circuitos: C6 circuito adicional del tipo C1, por cada 30 puntos de luz. C7 circuito adicional del tipo C2, por cada 20 tomas de corriente de uso general o si la superficie útil de la vivienda es mayor de 160 m 2. C8 circuito de distribución interna, destinado a la instalación de calefacción Página 14 de 19

15 eléctrica, cuando existe previsión de ésta. C9 circuito de distribución interna, destinado a la instalación de aire acondicionado, cuando existe previsión de éste. C10 circuito de una secadora independiente. C11 circuito de distribución interna, destinado a la alimentación del sistema de automatización, gestión técnica de la energía y de seguridad, cuando exista previsión de ésta. C12 circuitos adicionales de cualquiera de los tipos C3 o C4, cuando se prevean, o circuito adicional del tipo C5, cuando su número de tomas de corriente exceda de 6. Del cuadro eléctrico parten los tubos (canalizaciones eléctricas), tantos como circuitos existen en el cuadro, en el interior de los cuales se alojan los conductores eléctricos (como se puede ver en las imágenes anteriores). Dichos tubos se instalan empotrados en las paredes, tabiques y muros de la vivienda. En su recorrido se instalan cajas de derivación y registro donde se realizan las conexiones eléctricas necesarias para realizar bifurcaciones de circuitos, evitar trazados demasiado largos o con muchas curvas, etc. La sección de los conductores, el diámetro de los tubos y la separación entre estos Página 15 de 19

16 y el techo, suelo y otros elementos constructivos se encuentra regulado por el REBT en función del circuito que alimentan. Por ejemplo para el circuito de iluminación se deben emplear conductores de cobre aislados con una sección de 1,5 mm² como mínimo, en un tubo flexible de 16 mm de diámetro interior. Para el circuito de tomas de corriente los conductores deben de ser de 2,5 mm² e ir en un tubo de 20 mm de diámetro. Del mismo modo se indica las características del resto de circuitos. Ejercicio 5: Indica los circuitos que debe tener una vivienda en la que vamos a instalar los siguientes elementos: 20 puntos de luz, 25 tomas de corriente, 1 lavadora, 1 televisión, 1 cocina eléctrica y 2 aires acondicionados. Solución: Circuito de utilización C 1 Iluminación C 2 Tomas de uso general C 3 Cocina C 4 Lavadora C 5 Baño, cuarto de cocina C 7 Tomas de uso general C 9 Aire acondicionado Para 20 puntos de luz Para 20 tomas de corriente Cocina eléctrica Lavadora Tomas en baños Para 5 tomas de corriente y televisor 2 aires acondicionados Página 16 de 19

17 10.- CUADRO DE CONTRATACIONES. La empresa suministradora proporciona el valor del mismo dependiendo de la potencia a contratar, por ejemplo esta es la tabla de Iberdrola: Potencias a contratar Corriente del ICP 2300 W 10 A 3450 W 15 A 4600 W 20 A 5750 W 25 A 11. ESQUEMAS UNIFILARES Y MULTIFILARES: Estos esquemas son los más utilizados para representar instalaciones eléctricas, ya que son más simples y rápidos de realizar, además pueden sintetizar mayor cantidad de datos que los multifilares, a diferencia entre ambos es, que mientras que en el multifilar se representan todas las líneas, en el unifilar solo se hace un trazo, y tantos trazos transversales como líneas lleve el circuito, en estos circuitos se pueden indicar todos los datos que se quiera: sección, caída, longitud, potencia o intensidad, medidas de la canalización, calibre de las protecciones... De todos modos como mejor se ve esto, es con un ejemplo de cada uno: Ejemplo de esquema multifilar: Página 17 de 19

18 Ejemplo de esquema unifilar: En los planos de planta se pueden representar los elementos de la instalación eléctrica, los cuales aparecerán perfectamente distribuidos. Página 18 de 19

19 12. SIMBOLOGÍA: La simbología que se va a utilizar en una vivienda es: MECANISMO UNIFILAR SÍMBOLO MULTIFILAR Interruptor Conmutador Conmutador de cruzamiento Pulsador Toma de corriente 16A con toma de tierra Toma de corriente 25A con toma de tierra Punto de luz Lámpara fluorescente Timbre Lavadora Frigorífico Cocina eléctrica-horno Página 19 de 19