Electrificación de un edificio
Lo primero que hay que saber es como nos llega la electricidad desde los puntos de generación hasta nuestros hogares, como está construida la instalación eléctrica de un edificio y como se hace llegar a cada una de las viviendas desde el cuarto de contadores.
También hay que conocer que voltajes se están manejando en cada momento y las protecciones que hay que tener instaladas en cada punto de la instalación, así como los elementos que intervienen en cada punto de la instalación.
suministro eléctrico básico
En la siguiente imagen se ve un transformador eléctrico que recibe los cables de las líneas de alta o media tensión que vienen de las centrales eléctricas y la convierte en un voltaje más seguro y adaptado a nuestras viviendas y electrodomésticos.
Desde la salida del transformador la electricidad viaja hasta nuestros edificios a través de tres cables de fase (L1, L2 y L3) y un cable de neutro (N) que normalmente están instalados sobre las fachadas de nuestros edificios o soterrados bajo el suelo.
Acometida del Edificio y Cuarto de Contadores
Lo primero que hay que saber es como está construida la instalación eléctrica de un edificio y como se hace llegar a cada una de las viviendas desde el cuarto de contadores.
Desde el centro de transformación se llevan los cables eléctricos por las fachadas de los edificios o bajo el suelo hasta la entrada eléctrica de cada edificio.
En la esquina superior izquierda se puede ver la caja de fusibles, que protege la acometida eléctrica de un edificio y permite la desconexión completa del cuarto de contadores
Dese la salida de la caja de fusibles se llevan los cables hasta el cuarto de contadores para atacar al embarrado de cobre (azul claro) a través del interruptor general de entrada (color amarillo)
Lo contadores de cada vecino (óvalo rojo) se alimentan a través de un fusible de protección individual (rectángulo azul oscuro) que se conecta a la fase y neutro del embarrado. Si fallan las protecciones de la vivienda, este fusible proporciona protección adicional a la instalación.
Por último se puede observar en la parte superior de la imagen la barra de tierra (rectángulo blanco) que está conectada a la pica a través de un cable de tierra general (flecha blanca) que llega hasta la pica de tierra, clavada en el suelo. De aquí saldrá también un cable de tierra individual a cada vecino.
En esta imagen se puede ver un embarrado más antiguo en donde se ven los fusibles de cada vecino.
Se ha marcado con rotulador el fusible que corresponde a cada uno.
Si un vecino se da de baja del contrato de la luz, la compañía le desconecta del embarrado retirando el fusible correspondiente.
En la actualidad con los contadores digitales la desconexión se hace de manera remota sobre el propio contador sin la necesidad del desplazamiento de un técnico.
Esta imagen se ve como es la electrificación de varias viviendas partiendo de una línea de media tensión.
Se ve el centro de transformación, acometida del edificio, cuarto de contadores y distribución eléctrica a cada vivienda.
Observar que la carga eléctrica de las viviendas se reparte por igual entre las tres fases. Así si falla una de las fases solo algunas viviendas se quedarán sin suministro eléctrico.
Cuadro ELÉCTRICO de una vivienda
En las imágenes de más abajo se puede ver la evolución de los cuadros eléctricos de las viviendas.
Cuadro Antiguo
Cuadro Antiguo
Cuadro Actual
Puesta a tierra
La toma de tierra es un sistema de protección para las personas, que recibirá las posibles descargas eléctricas producidas por una derivación de corriente en lugar de que lo reciba esa persona.
Estas derivaciones son producidas normalmente por una avería que hace que se reciba tensión eléctrica en el chasis metálico de un equipo eléctrico, con el consiguiente peligro para la vida de las personas.
En la imagen se puede ver como funciona la toma de tierra.
En uno de los casos está evitando que la derivación eléctrica que se produce en un ordenador se dirija a la persona, evitando su posible muerte por electrocución.
Si el cuadro de la vivienda está funcionando correctamente, saltará la protección diferencial, indicando que se ha producido una avería eléctrica, y desconectando la energía eléctrica de manera automática.
En este vídeo se puede ver como se hace la instalación de una toma de tierra.
Simplemente es una barra de cobre clavada en el suelo a la que se conecta un cable de color verde-amarillo.
El voltaje de esta toma es de 0 voltios.
ATENCIÓN: Hasta después del cuadro eléctrico de la vivienda no hay ningún sistema de protección, con lo que hay que extremar las precauciones contra descargas eléctricas, puesto que pueden ser mortales de manera inevitable.
tensiones de red
En las instalaciones actuales de la red eléctrica española hay un voltaje de 400V entre fases y 230V entre fase y el neutro.
Dependiendo de si el equipo a alimentar es monofásico o trifásico se tendrá que conectar el cableado de distinta manera, como se puede ver en la imagen
En esta imagen se pueden ver las diferencias entre un enchufe monofásico y otro trifásico.
En la parte inferior aparece un destornillador busca-polos que sirve para detectar cuando estamos tocando con su punta un cable de fase o de neutro. Tiene una luz en su interior que solo se encenderá cuando toquemos con un dedo en la parte roja y se ponga la punta del destornillador en un cable de fase. En cables de tierra o neutro el destornillador no se debe encender.
En esta imagen se muestra la similitud de la electricidad y el agua para que se entiendan los conceptos de tensión eléctrica y corriente eléctrica.
La tensión eléctrica es la presión del agua.
La corriente eléctrica es la cantidad de agua que fluye fuera del depósito.
La relación entre tensión y corriente es que a más presión mayor flujo de agua saldrá del depósito.
En esta imagen se puede ver como se utiliza el multímetro para medir los parámetros eléctricos de un circuito.
Cabe destacar que un multímetro en modo de medición de Amperaje actúa como un cortocircuito. Es por esto que muchos multímetros se estropean cuando alguien mide la corriente de un circuito de manera incorrecta. Provoca un cortocircuito y quema internamente el multímetro.
En este último caso es mejor hacer la medida con una pinza amperimétrica.
La medida de resistencia siempre se ha de hacer en ausencia de voltaje.
Aquí podéis ver los colores utilizados en los cables de las instalaciones eléctricas según marca la normativa actual.
En esta tabla se puede buscar la sección apropiada para los cables eléctricos dependiendo de la intensidad que tengan que soportar, las condiciones de instalación y el material del revestimiento del cable. Las intensidades más comunes en una instalación eléctrica son 10A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A.
Intentar calcular que sección de cable corresponde a cada intensidad indicada.
reglas de oro de la electricidad
Para evitar tener un accidente de electrocución al manipular instalaciones o equipamiento eléctrico hay que seguir unas reglas muy básicas que nos pueden salvar la vida.
Las cinco reglas de oro de la electricidad evitan la mayoría de los accidentes eléctricos que puede sufrir un instalador. Éstas son:
Desconectar la electricidad de la instalación
Prevención: Bloquear o señaliza los interruptores desconectados en el punto anterior
Verificar la ausencia de tensión en el punto a reparar
Poner a tierra los elementos de trabajo
Señalizar la zona de trabajo
En este vídeo de Domo Electra podemos ver como se aplican estas reglas de oro en instalaciones reales.
Intenta buscar donde se aplica cada una de las reglas enumeradas en la parte anterior.
En este vídeo se puede ver un accidente eléctrico que sufre un operario que está trabajando con electricidad y no sigue las reglas de protección indicadas.
En caso de tener que trabajar sin desconectar la corriente eléctrica piensa como se podría haber evitado este accidente.
Dispositivos de protección eléctrica
Interruptor de control de potencia (ICP)
Es propiedad de la compañía y limita la potencia que puede consumir una vivienda hasta el máximo que marca el contrato de electricidad. Está situado en la parte izquierda del cuadro eléctrico en un recinto aparte y además precintado por el instalador autorizado para que no se pueda manipular.
En caso de manipular y romper el precinto la compañía multará al usuario con multas de más de 2000 euros.
En la actualidad no es obligatoria su instalación, puesto que su función ha sido integrada en los nuevos contadores digitales. Cuando existe contador digital se puede eliminar del cuadro eléctrico sin problemas legales.
El ICP no salta exactamente cuando se llega al límite de intensidad estipulado, sino que tiene unos márgenes determinados, es lo que se conoce como curva de disparo.
En la imagen de al lado se puede ver la curva característica de un ICP. Así nos podemos hacer la idea de cuanto tiempo funcionará cuando el consumo es superior a lo que se tiene contratado.
Cuanto más se supera la potencia del ICP antes se desconectará la corriente eléctrica.
Con la introducción del contador digital ya no es obligatorio su uso, con lo que puede ser eliminado del cuadro eléctrico. En este caso será el propio contador digital el que haga las funciones de ICP.
En este vídeo se explica como se funciona el ICP interno del contador digital.
La potencia permitida por el ICP se determina por la intensidad límite que marca el fabricante.
Los valores típicos de potencia del ICP se calculan con P=V x I, y son:
5A es decir, 5Ax230V= 1150W
10A es decir, 10Ax230V= 2300W
15A es decir, 15Ax230V= 3450W
20A es decir, 20Ax230V= 4600W
25A es decir, 25Ax230V= 5750W
30A es decir, 30Ax230V= 6900W
Aquí podéis ver las secciones de cable que se utilizan normalmente en las instalaciones eléctricas.
Cada cable tiene que tener el magnetotérmico apropiado para que no se queme en su funcionamiento normal.
Por ejemplo: Un cable de 2.5mm no puede tener un magnetotérmico mayor de 16A.
contador digital
Es el encargado de medir la energía que consume una instalación eléctrica. La energía consumida se mide en KWh.
Con esta medida y con la tarifa que nos aplique la compañía comercializadora de la energía, es con lo que se calcula lo que hay que pagar en la factura de la luz.
Además el contador tiene funciones de lectura remotas, ICP integrado, tele-gestión y memoriza los consumos horarios de varios meses. Se puede acceder a muchas funciones a través de un pulsador que tiene en la parte frontal, así como leer sus datos a través de una sonda óptica conectada a un ordenador.
Magnetotérmico
También llamado PIA (Pequeño Interruptor automático). Su función es proteger a los equipos eléctricos y cables de conexión ante sobrecargas, cortocircuitos y posibles averías eléctricas. No protege en ningún caso a las personas.
Es un interruptor que desconecta la corriente eléctrica cuando se supera la intensidad para la que ha sido diseñado.
La desconexión eléctrica se puede provocar por dos sus dos funciones internas, la térmica y la magnética.
Térmica: Se produce cuando se sobrepasa su potencia máxima durante un tiempo determinado. El efecto de disparo lo produce un bi-metal, que cuando se calienta demasiado dispara el mecanismo de desconexión. Tiene cierta inercia térmica.
Magnética: Se produce una desconexión inmediata cuando circula mucha más intensidad por su interior que la que marca el fabricante. Hay una bobina interna que cuando circula mucha corriente genera un campo magnético que dispara un electro-imán que mueva el mecanismo de desconexión.
Hay magneto-térmicos con distintos tipos de curva de disparo (B, C y D).
Aunque el magnetotérmico más común es el de curva C hay veces que los picos de encendido de motores, ordenadores y otros tipos de dispositivos, hace que el magnetotérmico salte erróneamente en el primer encendido de los equipos. En este caso hay que poner magneto-térmicos con curva D, para que soporten el pico de arranque del circuito eléctrico.
Diferencial
Es un dispositivo que se utiliza para proteger a las personas frente a las posibles derivaciones eléctricas que puedan recibir a través de las partes metálicas de los equipos eléctricos (Contacto indirecto) o a un contacto directo con la electricidad.
No protegerá en ningún caso si la persona toda directamente los contactos fase y neutro simultáneamente, ya que en este caso no hay derivación eléctrica alguna, con lo que la función diferencial no entrará en funcionamiento.
Se debe verificar su funcionamiento al menos una vez al mes.
Debe ser de mayor potencia que cualquier otro sistema de protección del cuadro eléctrico, para soportar la carga completa de los magnetotérmicos que dependen de él.
El diferencial se pone antes que los magneto-térmicos. Los magneto-térmicos se conectan a la salida del diferencial y el REBT solo permite conectar 5 magneto-térmicos máximo a cada diferencial.
Por lo tanto si en un cuadro eléctrico se necesitan más de 5 magneto-térmicos será necesario instalar tantos diferenciales como sea necesario para cumplir esta regla. Ver este documento
En las viviendas tiene que tener una sensibilidad de 30mA y en los cuartos de baño de 10mA. En cuadros generales pueden ser de 300mA o incluso de sensibilidad regulable a través de un potenciómetro.
Distinguirlo de un magnetotérmico es muy sencillo, basta con fijarse que tiene un botón de TEST para verificar su funcionamiento como diferencial.
Interruptor general
Es un magnetotérmico denominado IGA (Interruptor General Automático), que hay que instalar de manera obligatoria en cada cuadro eléctrico. Desconecta la electricidad de todo el cuadro eléctrico y todos los demás dispositivos están conectados después de el.
¿diferencial o magnetotérmico?
En un cuadro eléctrico el diferencial solo debe saltar en caso de una derivación para evitar daños a las personas. El magnetotérmico solo salta por cortocircuito o sobrecarga de una línea.
Para ver cuando salta cada uno os recomiendo ver el siguiente vídeo.
Esquemas de cuadros eléctricos
En las siguientes imágenes puedes ver ejemplos de cableado de varios cuadros eléctricos, en donde podrás ver el orden correcto de conexión del ICP, IGA, diferenciales y magneto-térmicos.
La toma de tierra que viene del cuarto de contadores entra al cuadro eléctrico y, a través de una borna de conexión o clema, se reparte a toda la vivienda. Este cable no pasa por ningún magnetotérmico o diferencial.
En el esquema inferior se ve como se conecta la toma de tierra y como se han instalado varios diferenciales para dar servicio a todos los magneto-térmicos.
Observar también como el ICP está en la entrada de todo el circuito y en su salida está el IGA que desconecta la electricidad del cuadro eléctrico al completo.
otros dispositivos eléctricos
Para ver otros dispositivos eléctricos que se pueden instalar en un cuadro eléctrico pulsar en el siguiente enlace.
También podréis ver dispositivos para el control y monitorización remotos de cuadros eléctricos.