Download TEMA I INTRODUCCION

ELECTROTECNIA Y LUMINOTECNIA.
Instalaciones eléctricas de baja tensión.
GENERALIDADES.
Es la energía de los edificios, en la actualidad existen otras fuentes de
energía como es el gas, pero mediante la energía eléctrica se consigue la
utilización de todos los servicios que permiten un alto grado de confort y
habitabilidad que se ha logrado en la actualidad, tales como alumbrado,
calefacción, aire acondicionado, transporte vertical, ventilación, telefonía,
megafonía, etc. y sobre todo la disponibilidad de una energía permanente
para el uso que queramos.
GENERALIDADES.
GENERALIDADES.
FACTORES FAVORABLES A LA INCLUSIÓN DE LA
ELECTRICIDAD EN LAS VVDAS.
•Su versatilidad de usos, que la hacen aplicable a todos los tipos de receptores
domésticos.
•El desarrollo logrado con la corriente alterna, por su fácil generación, partiendo de
formas más primarias de energía.
•La fácil transformación de la corriente alterna en magnitudes eléctricas de valores
elevados para su transporte.
•Su sencilla introducción en el interior de los edificios, así como su expansión en las
distintas dependencias de los mismos, llegando hasta el último rincón.
•El suministro prácticamente constante de sus características normalizadas, de
tensión, frecuencia, forma de onda, etc.
•La posibilidad de dividirla en fracciones que satisfagan las cantidades útiles
requeridas en cada caso.
•El fácil transporte, que permite su utilización a cientos de kilómetros del punto de su
generación, aprovechando los recursos económicos a distancia.
•La carencia de residuos en su utilización. (energía limpia).
ARQUITECTURA PASIVA + ACTIVA
El concepto de edificio como conjunto de arquitectura pasiva +
activa aún no ha sido plenamente asimilado, y continúa
entendiéndose la arquitectura como un conjunto de
elementos constructivos a los que se añaden, a posteriori y
sobreponiéndolos, unos sistemas mecánicos y energéticos
para completar la habitabilidad de los mismos.
Debemos intentar conjugar armónicamente sistemas constructivos
apropiados con los mecánicos y electrónicos cuyas fuente
energética es primordialmente de origen eléctrico.
EVOLUCIÓN HISTÓRICA.Hacia 1.880 empiezan los suministros de electricidad en los países más
desarrollados de la época, Estados Unidos es sin duda el pionero en
este campo.
El primer uso generalizado de la energía eléctrica fue para
alumbrado, sustituyendo las lámparas de gas o de
combustibles líquidos por lámparas incandescentes con
filamento de carbón a 110 voltios.
Las lámparas incandescentes tal y como hoy las conocemos con
filamento de Wolframio o Tungsteno datan de 1.908. Este
entre otros, es uno de los descubrimientos relevantes que
producen este cambio. Así se estanca el crecimiento del gas
como fuente de energía y viene sustituida por la electricidad,
cuyas lámparas no queman oxigeno, desprenden menos
calor y son manejables.
EVOLUCIÓN HISTÓRICA.Hasta los años 50 los primeros contratos se reducían a un precio fijo
mensual por la conexión de dos lámparas de 25 watios.
De los 50 a los 60, el alumbrado seguía siendo prioritario con lámparas de
25 y 40 w., pero ya con contadores de consumo. En esta década
empezaban a incorporarse los primeros electrodomésticos. En total
menos de 1.000 watios instalados.
En la década de los 60 se amplia la gama de electrodomésticos con el
frigorífico, la televisión, la lavadora y la aspiradora. Este aumento de
las prestaciones eléctricas supone una potencia instalada en torno a
los 2.000 w. y contratada 1.100 w.
De los años 70 a los 80 sigue aumentando el equipamiento de alumbrado y
empieza a hacerse habitual el uso de lavaplatos, cocina eléctrica y
sobre todo el horno eléctrico. Estos aparatos suben la potencia
instalada por encima de los 5.000 w. si bien la mayoría se mantiene
con contratos de 2.200 0 3.300 watios.
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
BÁSICOS.La electricidad es un tipo de energía que se manifiesta mediante dos
fenómenos distintos, la carga eléctrica y la corriente eléctrica.
Carga eléctrica tiene su fundamento en una alteración atómica del material
consiste en un desplazamiento de los electrones de las órbitas más
exteriores que provocan un desequilibrio en un átomo inicialmente en
reposo.
Corriente eléctrica es el flujo de carga eléctrica que pasa por un cuerpo
conductor, provocado por la diferencia de potencial que existe entre los
terminales del conductor. Es pues el desplazamiento de electrones
desde un átomo que los posee en exceso hasta otro que se encuentra
falto de ellos.
Por tanto, si la parte del átomo que se desplaza son los electrones,
entonces el desplazamiento siempre será de cargas negativas. Por lo
que, el sentido de la circulación de la corriente será de negativo (-) a
positivo (+).
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
BÁSICOS.Clases de corrientes.-
La corriente continua es aquella en que los electrones, siguen siempre el
mismo sentido en el conductor.
Su representación es una recta horizontal ya que sus magnitudes básicas
permanecen sensiblemente constantes. (Es la corriente de las pilas y
acumuladores).
La corriente alterna por el contrario, es aquella que en fracciones de tiempo
periódicas va cambiando de valor y de signo pasando por unos
máximos y mínimos en los dos sentidos. Es como si en el extremo de
dos conductores en un momento dado uno de ellos fuera el polo
positivo o de mayor potencial respecto al otro que sería el negativo o
de menor potencial; y al instante siguiente cambiaran los polos para
después volver al estado inicial, así con una repetición cíclica
indefinida.
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
BÁSICOS.Cuerpos conductores y aislantes.-
Si el átomo de un material está constituido de forma que la atracción entre
el núcleo (positivo) y los electrones externos es muy pequeña, estos
tienen gran facilidad para abandonar el átomo cuando se les somete a
la influencia de campos eléctricos; a estos materiales se les denomina
buenos conductores eléctricos y en general son todos los metales,
sobre todo el cobre, la plata y el aluminio.
Por el contrario, si la fuerza de atracción entre el núcleo y los electrones es
muy intensa, de manera que estos electrones no abandonan sus
átomos, a estos materiales se les denomina aislantes eléctricos o
materiales dieléctricos y son en general el vidrio, la goma, los plásticos,
la madera, las arcillas cocidas, etc.
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
BÁSICOS.Circuito eléctrico.
Conjunto de elementos conectados en una disposición tal que conforman un
sistema para mover cargas eléctricas a los largo de trayectorias
cerradas. Esta condición es básica si el circuito no está cerrado la
corriente no circula.
Los elementos básicos de un circuito eléctrico son:
Generador: Es el que produce la fuerza electromotriz, capaz de producir el
movimiento de los electrones, convirtiendo en energía eléctrica otro
tipo de energía.
Receptor: Es el elemento que recibe la energía eléctrica, para a su vez
transformarla en otro tipo de energía. (calor, luz, mecánica. Etc.)
Línea: Son los conductores eléctricos, que transportan los electrones desde
el generador, hasta el receptor, de una forma permanente por lo cual
puede circular la corriente eléctrica.
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
BÁSICOS.Instalación eléctrica.
Conjunto de aparatos y circuitos asociados, en previsión de un fin particular:
producción, conversión, transformación, distribución o utilización de la
energía eléctrica.
MAGNITUDES ELÉCTRICAS
ELEMENTALES.Fuerza electromotriz, es la fuerza capaz de impulsar a los electrones, al mantener
constante un campo eléctrico y se mide en Voltios. (V)
Diferencia de potencial, tensión o voltaje, es la diferencia de potencial o nivel
eléctrico, entre dos puntos cualquiera del circuito y que toma su máximo valor
entre lo bornes de un acumulador o generador, se mide también en Voltios y
está afectada por las caídas de tensión. Sabemos que el potencial de la Tierra
es cero. Por tanto, si un cuerpo cargado lo unimos a tierra, su potencial se
descarga y será cero.
Intensidad, es el caudal eléctrico (cantidad de electrones por segundo) y representa
la magnitud más importante del circuito, ya que todos los elementos del mismo
dependen de este valor. Cuando la cantidad de electrones que circulan por
segundo en un circuito es la equivalente a un Culombio (6,3 x 10 18) se
denomina 1 Amperio y ésta es su unidad.
Resistencia, es la oposición al paso de la corriente eléctrica, representa la mayor o
menor dificultad que los elementos del circuito presentan al paso de la
corriente y depende fundamentalmente de los materiales y de la temperatura.
Se mide en Ohmios. (Ω).
Potencia eléctrica, es la energía consumida en un circuito en la unidad de tiempo.
Se mide en Watios. (W).
ALTA Y BAJA TENSIÓN.
SUMINISTRO DE ELECTRICIDAD
PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELECTRICA.-
Las fuentes de energía o energías primarias se clasifican, según su
abundancia y disponibilidad, en renovables y no renovables.
Son fuentes de energía renovables las que llegan de forma continua a la
superficie terrestre o forman parte de ella y son inagotables: hidráulica,
solar, eólica, mareomotriz y de la biomasa.
Las fuentes de energía no renovables son aquellas que se encuentran en
cantidades limitadas; por tanto, sus reservas disminuyen, hasta
desaparecer, al consumirlas: carbón, petróleo, gas natural, energía
nuclear y energía geotérmica.
La electricidad no se encuentra disponible en la naturaleza, hay que
obtenerla a partir de fuentes de energía primaria; es una energía de las
llamadas secundarias. Se obtiene en centrales térmicas, nucleares e
hidroeléctricas.
El paso mas importante fue cuando se consiguió transformar estas energías
en una de mas fácil transporte y consumo. Esto es la energía eléctrica.
ALTA Y BAJA TENSIÓN.SUMINISTRO DE ELECTRICIDAD
EL TRANSPORTE DE LA ELECTRICIDAD.-
A partir de la producción en un generador eléctrico de corriente alterna trifásica,
en las centrales eléctricas debemos transportarlas a los lugares de
consumo.
Los alternadores de las centrales proporcionan la energía eléctrica a una tensión
de 10.000 a 20.000 voltios. El transporte a las ciudades, industrias, y todo
tipo de centros de consumo que, casi siempre, se encuentran a mucha
distancia, se realiza a través de líneas eléctricas. Como estas no son
perfectas, ya que poseen resistencia eléctrica, se producen grandes
pérdidas de energía en forma de calor.
Para reducir estas pérdidas se utilizan líneas de alta tensión (220.000, 380.000
voltios). De esta forma, se disminuye la intensidad de la corriente eléctrica y
la electricidad podrá recorrer grandes distancias con pocas pérdidas.
ALTA Y BAJA TENSIÓN.
SUMINISTRO DE ELECTRICIDAD
Sistema de producción y distribución de la energía eléctrica.-
PRODUCCIÓN
TRANSPORTE
Media tensión
Alta tensión
10 a 20 kv
220 a 380 kv
DISTRIBUCIÓN
Media tensión
66 a 20 kv
GENERADOR --- ESTACIÓN TRANSF. ---SUBESTACIÓN TRANSF. --- CENTRO DE TRANSF.
(Industria pesada)
(Baja Tensión 220-380 v).
NORMATIVA BÁSICA
Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión.El RGBT es la normativa que estudiaremos en los próximos días y será su
conocimiento necesario para el desarrollo de nuestra profesión, en este
apartado de las instalaciones eléctricas. Se aprobó con el REAL
DECRETO 842/2002, de 2 de agosto.
El reglamento consta de tres partes fundamentales:
•
El Real Decreto propiamente dicho.
•
Veintinueve artículos.
•
Las Instrucciones Técnicas Complementarias, que son 51 y que se han
agrupado en ocho capítulos.
NORMATIVA BÁSICA
En la introducción del RD se recogen algunas de las novedades que se
plantean en este documento.
•
La mayor novedad del reglamento consiste en la remisión a normas UNE.
•
Permite que se puedan conceder excepciones a sus prescripciones en los
casos en que se justifique debidamente su imposibilidad material y se
aporten medidas compensatorias.
•
Se definen de manera mucho más precisa las figuras de los instaladores y
empresas autorizadas.
•
Se aumenta el número mínimo de circuitos de viviendas, lo que redundará
en un mayor confort de las mismas.
•
Para la ejecución y puesta en servicio de las instalaciones se requiere en
todos los casos la elaboración de una documentación técnica, en forma de
proyecto o memoria.
•
Se exige la entrega al titular de una instalación de una documentación
donde se reflejen sus características fundamentales, trazado, instrucciones
y precauciones de uso, etc.
•
Se establece un cuadro de inspecciones por organismos de control.
NORMATIVA BÁSICA
ARTICULOS RELEVANTES DEL RGBT
Articulo 1.Objeto.
Establecer las condiciones técnicas y garantías que deben reunir las
instalaciones eléctricas conectadas a una fuente de suministro en los
límites de baja tensión.
Finalidad:
•
Preservar la seguridad de las personas y los bienes.
•
Asegurar el normal funcionamiento de dichas instalaciones y prevenir
las perturbaciones en otras instalaciones y servicios.
•
Contribuir a la fiabilidad técnica y a la eficiencia económica de las
instalaciones.Se establece un cuadro de inspecciones por organismos
de control.
NORMATIVA BÁSICA
ARTICULOS RELEVANTES DEL RGBT
Articulo 2. Campo de Aplicación.•
Se aplicará a instalaciones de distribución, generadoras para consumo
propio y a las receptoras, en los siguientes límites de tensiones nominales:
•
Corriente alterna: igual o inferior a 1.000 V.
•
Corriente continua: igual o inferior a 1.500 V.
•
A nuevas instalaciones, a sus modificaciones y a sus aplicaciones.
•
A las instalaciones existentes antes de su entrada en vigor que sean objeto
de modificaciones y reparaciones de importancia y a sus ampliaciones.
•
A las instalaciones existentes antes de su entrada en vigor, en lo referente
a las inspecciones, con arreglo a la reglamentación con la que se
aprobaron.
NORMATIVA BÁSICA
ARTICULOS RELEVANTES DEL RGBT
Articulo 2. Campo de Aplicación.•
Se entenderá por modificación o reparación de importancia las que afecten:
•
A más del 50% de la potencia instalada.
•
A líneas completas de procesos productivos con nuevos circuitos y
cuadros, aún con reducción de potencia.
•
Igualmente se aplicará a las instalaciones existentes antes de su
entrada en vigor, cuando su estado, situación o características
impliquen un riesgo grave para las personas o bienes, o cuando se
produzcan perturbaciones importantes.
NORMATIVA BÁSICA
ARTICULOS RELEVANTES DEL RGBT
Articulo 4. Clasificación de las tensiones.•
Tensiones nominales:
230 V entre fases para redes trifásicas de tres conductores.
230 V entre fases y neutro y 400 V entre fases para redes trifásicas de
cuatro conductores.
NORMATIVA BÁSICA
ARTICULOS RELEVANTES DEL RGBT
Articulo 6. Equipos y Materiales.
Se admite la vigencia de otras reglamentaciones procedentes de otros países
de la UE.
Indicaciones mínimas:
•
Identificación del fabricante o responsable de la comercialización.
•
Marca y modelo.
•
Tensión y potencia. (o intensidades asignadas)
NORMATIVA BÁSICA
ARTICULOS RELEVANTES DEL RGBT
Articulo 15. Acometidas e instalaciones de enlace.
•
La acometida es una parte de la red de distribución.
•
Responsabilidad de la empresa suministradora.
•
Instalaciones de enlace que se componen de:
•
Caja general de protección (CGP)
•
Línea general de alimentación (LGA)
•
Elementos para la ubicación de contadores (CC)
•
Derivación individual (DI)
•
Caja para interruptor de control de potencia (ICP)
•
Dispositivos generales de mando y protección (DGMP)
NORMATIVA BÁSICA
ARTICULOS RELEVANTES DEL RGBT
Articulo 16. Instalaciones interiores o receptoras.
•
Finalidad principal la utilización de la energía eléctrica.
•
En la utilización de la energía eléctrica se adoptarán las medidas de
seguridad, tanto para la protección de usuarios como para la de las redes.
Articulo 17. Receptoras y puesta a tierra.
Sistema de protección de puesta a tierra.
NORMATIVA BÁSICA
ARTICULOS RELEVANTES DEL RGBT
Articulo 19. Información a usuarios.
Anexo al certificado de instalación que se entregue al titular de cualquier
instalación eléctrica, la empresa instaladora deberá confeccionar unas
instrucciones para el correcto uso y mantenimiento de la misma.
Incluirá como mínimo:
•
Esquema unifilar de la instalación con las características técnicas
fundamentales de los equipos y materiales eléctricos instalados.
•
Croquis de su trazado.
NORMATIVA BÁSICA
ARTICULOS RELEVANTES DEL RGBT
Articulo 20. Mantenimiento de las instalaciones.
Los titulares de las instalaciones deberán mantener en buen estado de
funcionamiento sus instalaciones, utilizándolas de acuerdo con sus
características y absteniéndose de intervenir en las mismas para
modificarlas.
NORMATIVA BÁSICA
ALGUNAS ITC RELEVANTES DEL RGBT
ITC – BT-07 (Redes subterráneas para distribución en baja tensión) nos
afectará en el dimensionamiento de los conductores en lo referente a las
acometidas de edificios donde se especifican tanto las condiciones de
separación y ejecución de las mismas como las intensidades máximas
admisibles en cobre y aluminio.
ITC-BT-10 Su conocimiento es particularmente necesario dado que es aquí
donde se detallan los grados de electrificación de las viviendas en función
de las previsiones de demanda máxima total, dependiendo tanto del
programa eléctrico como de su superficie máxima.
ITC-BT-12 Esta instrucción establece con la inclusión de diversos gráficos todos
los esquemas de las instalaciones de enlace en función de la colocación de
los contadores.
NORMATIVA BÁSICA
ALGUNAS ITC RELEVANTES DEL RGBT
ITC-BT-13 se refiere a las cajas generales de protección, por tanto deberemos
tener en cuenta las normas particulares de las empresas distribuidoras. Si
acaso se debe destacar la relativa novedad de la utilización, en viviendas
individuales o pareadas, las denominadas “cajas de protección y medida”,
las cuales incorporan la caja general de protección y el contador en un
único elemento.
ITC-BT-14 se refiere a la línea general de alimentación y la ITC-BT-15 a las
derivaciones individuales. La primera une la Caja general de Protección
con los contadores y la segunda son las conexiones desde contador hasta
los dispositivos generales de mando y protección. Estas dos instrucciones
especifican perfectamente tanto los factores referentes a la constitución,
tendido e instalación de ambas líneas así como las máximas caídas de
tensión admisible en función de la tipología resultante de la agrupación de
contadores.
La referencia a los contadores (en módulos, paneles o armarios) se contiene en
la ITC-BT-16.
NORMATIVA BÁSICA
ALGUNAS ITC RELEVANTES DEL RGBT
ITC-BT-27 referidas a los volúmenes de protección en locales que contienen
una bañera o ducha
ITC-BT-25 donde se detallan las condiciones para determinar el grado de
electrificación de las viviendas en sus categorías de básico y elevado.
Existen otras normativas de no obligado cumplimiento como la NTE-IEB (Norma
Tecnológica de la Edificación sobre Instalaciones de Electricidad: Baja
Tensión), la NTE-IEP (Norma Tecnológica de la Edificación: Puesta a
Tierra) y las normas UNE sobre los numerosísimos aspectos referentes a
las instalaciones eléctricas en los edificios, imposibles de abarcar y por
tanto, la parte más negativa del nuevo Reglamento.