[PAPER] Información sobre diseño de una instalación eléctrica en una vivienda

[skapunky]

Bueno, quería hablar sobre algún tema y se me ocurrió dar unas nocíones básicas de electricidad doméstica hablando de la instalación eléctrica de una vivienda a modo de conceptos generales. Se que hay gente curiosa que le gustará el escrito y para tener una cultura general no va nada mal.

Introducción

La idéa del escrito es dar unas nociónes básicas de la instalación eléctrica de una vivienda, para locales industriales es otra história que ya haré otro escrito en todo caso. Hablarémos de la potencia que se contrata a la empresa distribuidora, las protecciónes que se usan y por último del diseño de las líneas.

Toda la información para hacer el diseño, debe estar reglada con el reglamento electrotécnico de baja tensión en el caso de las vivíendas, este es una normativa escrita por el ministerio de cada país con la normativa que debe cumplir la instalación de una vivíenda según sus características.

1. La potencia

Como ya sabrán, todo aparato eléctrico o electrónico consume una cierta potencia que generálmente se indíca en ellos, por ejemplo un microondas consume alrededor de 800 W. Una bombilla puede ser de 40 W o 60 W...

La cuestión es que en una vivíenda habrá un consumo total que va ligádo a la potencia que tenémos contratada. Hoy dia se contratan unas poténcias de 4,4kW/h o 5,5kW/h, antíguamente eran 3,3kW/h.

Nos centrarémos como ejemplo una vivíenda que tenga contratado 4,4kW, eso querrá decir que el consumo máximo que la empresa distribuidora dará en esa vivienda sera 4,4 (4400 W). Esta poténcia contratada, será la máxima que deberán consumir los aparatos que tenémos conectados en una casa, si la potencia se rebasa saltará el interruptor de control de poténcia que hablarémos en el apartado de protecciónes.

Por ejemplo, podríamos hacer un balance inventado del consumo de una vivienda de la siguiente manera:

- Tomas de corriente: 1800 W (30 tomas, 30 enchúfes para entendernos, 60 W/por toma)
- Nevera: 1000 W
- Microondas 800 W
- Equipo de iluminación : 800 W ( pongámos 20 bombillas de incandescencia)

Si sumámos la poténcia total prevista es de 4400 W, así que supondremos que con la potencia que tenémos contratada será suficiente. En el caso de requerir más potencia se puede contratar a la compañia 5,5 kW/h, pero el costo de la factura subirá.

Cabe tener en cuenta, para las tomas de corriente y el equípo de iluminación, dos factores que el que diseña la instalación deberá de determinar a "ojímetro". Primero el factor de simultaniedad y luego el factor de utilización. Estos factores van de 0 a 1 hablándo en uno porciento y quieren decir:

Factor de simultaniedad: Porcentaje de elementos conectados a la vez que se prevee en la instalación. (ej: 80% --> factor = 0.8)

Factor de utilización: Este factor se deberá tener en cuenta para fluorescentes (Lámparas de descarga) y según normativa se multiplicará un factor de 1,8 a la potencia de los fluorescentes. Las bombilas de incandescencia (bombillas normales el factor es 1).

Los factores són importantes para calcular la corriente que circulará por el cable de las tomas de corriente y por el cable de la iluminación. (NOTA: Iluminación existirán diversos cables, ya que se hace una distribución).

Generalmente los factores, en el reglamento electrotécnico dan unos valores estimados, pero utilizaremos tanto para tomas de corriente como para circuito de iluminación los mismos que serán:

factor_simultaniedad = 0.8
factor_utilización = 1

Así una vez explicados los factores, y hecho el balance, utilizarémos la siguiente formula para calcular la corriente de las líneas de la siguiente manera:

Calculo corriente de las tomas de corriente:

I = nº tomas X I (cada toma) X factor_utilización X factor simultaniedad

I (cada toma) = 60 W / 230 V = 0,26 A

I = 30 X 0,26 X 0,8 X 1 = 6,24 A

Ya tenémos que el cable conductor para las tomas de corriente deberá soportar una corriente de 6,24 A.

Calculo de corriente del equípo de iluminación:

I (cada bombilla) = 40 W / 230 V = 0,18 A

I = nº bombillas X I (cada bombilla) X factor_utilización X factor simultaniedad

I =20 X 0,18 A X 0,8 X 1 = 2,9 A

Ya tenémos que el cable conductor lara el equípo de iluminación deberá soportar una corriente de 2,9 A.

Ahora tocaría calcular la corriente para la línea del horno, o la nevera que simplemente es dividir la potencia que consume entre 230, pero bueno nos lo saltaremos ya que estos electrodomesticos que consumen gran potencia tienen líneas con protecciónes para ellos y no liaremos la explicación.

2. Diseño de las líneas

Para el diseño de las líneas de una vivienda doméstica, la normativa ya rige una medida para la sección del cable, ya que según la sección la caida de tensión será mayor o menor. Según la normativa, la caida de tensión en una línea de iluminación en ámbito domestico no debe superar el 3%.

En tal caso se utilizarán cables de cobre o aluminio (siempre se usa cobre xd) con una sección según la normativa de:

Cable cobre para tomas de corriente = 2,5 mm2.
Cable de cobre para equípo de iluminación = 1,5 mm2.

NOTA: El del horno o la nevera són mas gruesos al consumir más potencia, generalmente se úsan de 4 mm2).

En este apartado, para demostrar el uso de secciónes dadas, se calcula mediante una formula, pero para no liarlo más, solo decir que la sección dependerá entre otras cosas de la longitud de la línea y de la resistividad del cobre.

3. Protecciónes

Bueno, este apartado basicamente describirá el cuadro de protección que tiene cualquier persona en su vivienda, los elementos que describiré no tienen por que estar obligatoriamente en un cuadro ya que algúnos se han ido añadiendo con los años. Las protecciónes cuando actúen lo que harán es cortar el paso de la corriente.

ICP (interruptor general de potencia) = Tiene la finalidad de cortar el suministro en caso de rebasar la potencia que se consume respeto la contratada, suele saltar cuando conectamos la plancha + el horno + tele + elementos que consumen bastante potencia.

IGA = este dispositivo es obligatorio a partir de instalaciónes hechas en el 2002, simplemente protege la instalación de cortocircuitos o sobre-tensiónes. La mayoria de viviendas no lo tienen por ser relativamente nuevo.

Diferencial = Este dispositivo tiene la finalidad de proteger a las personas que residen en una vivienda para que no resulten electrocutadas. Corta la corriente cuando a una persona se le derivan 30 mA.

PIA = Són pequeños interruptores magnetotérmicos que se usan para circuitos agrupados, por ejemplo la iluminación lleva uno, las tomas de corriente pueden llevar otro o por ejemplo la nevera suele llevar otro. Funcionan cortando el circuito a partir de un rango de corriente para proteger las líneas o los aparatos de elevada potencia.

Bien, sigámos con nuestro diseño, por normativa, las tomas de corriente deberán llevar un PIA de 16 A y el equípo de iluminación de 10 A.

nota: Los PIA's se escogen según la corriente calculada en el primer apartado, pero el reglamento pone un estandar a tomas de corriente e iluminación, es decir, nos dice la sección del cable y la PIA a usar para estos dos circuitos.

El diferencial escogeremos uno de 20 A o 25 A que corte a partir de derivaciónes de corriente de 30 mA.

El ICP a escoger en nuestro caso es de 20 A, ya que debe superar el valor de los PIA ya que a diferencia de estos, la función de este no es la de proteger.

Bueno, visto hasta aquí, añadiré un esquema de un sistema de protección de una vivienda para que se hagan una idea gráfica de como se monta el ICP,diferencial,IGA y PIAs.




Si les queda dudas, que seguro que tendrán y les interesa el tema, no duden en postear. Les aclararé lo que haga falta. Por cierto, el dimensionado que se ha hecho las potencias són cogídas aproximadamente pero la idea es que vean como se calcula todo.

La sección de cable utilizada y los PIAs escojidos vienen en normativa, si quisieramos calcular la línea de un horno, deberíamos mediante formula calcular la sección y dependiendo la corriente escoger un PIA comercial.