Elements de protecció i sistemes d'instal·lacions en edificis d'habitatges

Resultats d'aprenentatge

En finalitzar aquesta unitat l'alumne/a:

1. Munta la instal·lació elèctrica d'un habitatge amb grau d'electrificació bàsica aplicant el Reglament electrotècnic per a baixa tensió (REBT).

  • Fa el pla de muntatge de la instal·lació.
  • Fa la previsió dels mecanismes i elements necessaris.
  • Identifica cada un dels elements dins del conjunt de la instal·lació i en catàlegs comercials.
  • Comprova el funcionament de la instal·lació (proteccions, presa de terra, entre d'altres).
  • Utilitza les eines adequades per a cada un dels elements.
  • Aplica el REBT.
  • Respecta els temps estipulats.
  • Comprova la instal·lació correcta de les canalitzacions i permet la instal·lació dels conductors.
  • Elabora un procediment de muntatge d'acord amb criteris de qualitat.
  • Elabora la llista de materials i el pressupost de la instal·lació elèctrica d’un habitatge seguint el procediment establert.
  • Fa l’esquema de la instal·lació seguint el procediment establert.
  • Elabora un procediment de muntatge d’acord amb criteris de qualitat.
  • Actua amb responsabilitat.
  • Resol satisfactòriament els problemes que es presenten.
  • Demostra coneixement suficient de la reglamentació aplicable a les instal·lacions elèctriques interiors d’habitatges.

Mapa conceptual

Descarregueu aquí la imatge original:

wiea_m2u3_00.zip

Resum

Tota instal·lació ha de tenir uns elements o dispositius de protecció per garantir la seguretat de les persones. La missió d'aquests dispositius és el tall de l'alimentació quan hi hagi un defecte en la instal·lació. Aquest defecte pot ser un curtcircuit, una sobrecàrrega o un defecte d'aïllament. Si hi ha un defecte d'aïllament hi pot haver un contacte entre una part activa o en tensió i el cos humà. I els efectes del corrent sobre el cos humà són molt greus: aturada cardíaca, asfíxia, cremades, fibril·lació ventricular, contracció muscular.

El corrent elèctric que passa pel cos humà depèn de la tensió a la qual està sotmès i la resistència que tingui el cos, més les resistències de contacte (I = V / R). El corrent elèctric i la seva durada són els que determinen la gravetat de l'accident des d'una lleugera enrampada fins a una aturada cardíaca.

A més de la intensitat i de la durada, també és important la trajectòria del corrent pel cos. Com que el cor és l'òrgan més alterable pel corrent elèctric i com que és tan essencial per a la vida humana cal evitar que hi passi corrent.

Els tipus de contacte que es poden produir i que fan que el corrent que passa pel cos sigui diferent són dos:

  • Contacte directe. Es produeix quan és amb una part activa o amb tensió de la instal·lació. Acostuma a ser el més perillós, però alhora és difícil que es produeixi, perquè les parts actives o amb tensió de la instal·lació estan ben protegides, mitjançant aïllaments, barreres embolcalls, obstacles, allunyaments, etc.
  • Contacte indirecte. Es produeix quan el contacte és amb una massa o aparell que és en tensió de manera accidental per una fallada d'aïllament. Normalment, és menys perillós que el directe perquè hi ha la resistència de defecte entre la part activa i la massa, però són més freqüents. I són diverses les formes de protegir-s'hi, les més utilitzades són l'interruptor diferencial i els equips de classe II (doble aïllament).

L'interruptor diferencial és un dispositiu que controla en tot moment que el corrent que entra a la instal·lació i el que en surt sigui el mateix (I = I; és a dir, intensitat del neutre = intensitat de la fase). Quan no és el mateix corrent el que passa per la fase i pel neutre vol dir que hi ha un altre corrent i aquest és segurament el corrent de defecte d'una massa o fins i tot una persona a terra pel contacte amb una part activa o en tensió. Aquests corrents diferencials, de defecte o de fuita són els que detecta l'interruptor diferencial i, quan passen d'un valor nominal, l'interruptor talla l'alimentació del circuit que té aquests corrents defectuosos. Per a les instal·lacions a habitatges, el valor del corrent nominal diferencial de l'interruptor diferencial és de 30 mA, com indica el REBT.

El magnetotèrmic té com a funció controlar que el corrent d'alimentació d'una càrrega estigui dins d'uns límits. Aquests límits se sobrepassen quan tenim un curtcircuit i una sobrecàrrega. El curtcircuit és la connexió accidental entre conductors actius. Té una durada curta, però els corrents són molt elevats. La sobrecàrrega es produeix quan pel circuit circula un corrent més gran que el nominal. El corrent pot no ser molt més gran que el nominal, però com que està molt de temps funcionant a poc a poc es va escalfant fins que es dispara el magnetotèrmic.

Perquè el magnetotèrmic detecti el curtcircuit utilitza una bobina i un nucli mòbil dins d'aquesta bobina. Quan passa un corrent elevat per la bobina es mou el nucli mòbil i acciona l'interruptor.

Perquè el magnetotèrmic detecti la sobrecàrrega utilitza la dilatació d'un bimetall, aquest es doblega i acciona l'interruptor magnetotèrmic. Com que és un efecte tèrmic triga el seu temps al contrari que l'efecte magnètic, que és instantani, en el mateix moment que es produeix el curtcircuit es dispara, mentre que la sobrecàrrega necessita el temps suficient per escalfar i dilatar el bimetall.

Per tal de saber quan un magnetotèrmics es dispararà o no cal veure la seva corba característica. La corba característica la té el fabricant en els seus catàlegs. Però de tota manera, i com no podia ser d'una altra manera, hi ha corbes que estan normalitzades.

El fet de tenir diverses corbes és determinat per la necessitat de connectar diferents tipus de càrregues a les instal·lacions. Per exemple, quan un motor de gran potència engega utilitza un gran corrent d'arrencada que un magnetotèrmic normal pot confondre amb un curtcircuit. Per això, utilitzem la corba C en preses normals, com enllumenat i habitatges, i els de corba D, per a motors de gran potència i transformadors de soldadura per arc.

L'ICP o interruptor de control de potència s'utilitza per no excedir la potència contractada; el seu funcionament físic és el mateix que el magnetotèrmic però la corba de disparament és una mica diferent.

Un últim aspecte que cal tenir en comte en els magnetotèrmics és la selectivitat: fer que es desconnecti aquell magnetotèrmic que és més a prop del defecte i que els altres no ho facin.

Pel que fa al nucli d'activitat “Posada a terra i mesures a les instal·lacions. ITC-BT-24”, tracta de la instal·lació de la presa de terra i de les característiques mínimes que cal que tingui d'acord amb el Reglament electrotècnic de baixa tensió. En concret, la ITC-BT-18. A les instal·lacions elèctriques el que generalment anomenem terra és el punt de referència. La terra és el zero potencial; quan diem que tenim 400 V ens estem referint en tot moment a 400 V més que la tensió del terra.

Per aconseguir que el terra que trepitgem sigui del mateix potencial que el terra de la instal·lació cal posar una quantitat adient d'elèctrodes soterrats. Com qualsevol unió, sempre té una resistència i aquesta resistència cal que sigui tan petita com sigui possible dins d'uns marges que ens marca la normativa REBT i NTE. Per fer possible això, ens caldrà seguir un procés de càlcul i/o mesures. I són els següents: resistivitat del terreny, resistència màxima acceptable, nombre de piquetes.

El primer que cal tenir en compte és la resistivitat del terreny. Aquesta es pot suposar a partir d'unes taules i del tipus de terreny, o el que és millor mesurar-la directament amb els aparells multifunció moderns que tenen els instal·ladors autoritzats. Cal tenir en compte que la resistivitat del terreny varia en funció de la humitat, salinitat i temperatura. Per tant, el millor és fer la mesura en època seca i mai després d'una forta pluja o nevada.

El segon pas és conèixer la resistència màximade les preses. Aquesta depèn del tipus de diferencial que tinguem, si es tracta d'un edifici destinat principalment a cases caldrà una resistència mínima de 1.666 Ω, perquè l'interruptor diferencial és de 30 mA. I això ens assegura que la tensió màxima de contacte no serà més gran de 50 V.

I, finalment, el nombre de piquetes que cal posar. Com que cada tipus de piqueta té una superfície de contacte, s'utilitzen fórmules diferents per calcular el nombre de piquetes, o la longitud del cable soterrat o el nombre de plaques soterrades.

Caldrà, abans de posar en marxa la instal·lació i després en les revisions anuals, verificar que aquesta resistència de la connexió de terra és la que cal. Per això, tot instal·lador autoritzat cal que tingui l'aparell que pot fer aquesta mesura.

A més de la mesura de la resistència de la presa de terra (ITC-BT-18), per posar en marxa una instal·lació cal fer altres mesures: corrent de fuita, comprovació de la intensitat de disparament dels diferencials, impedància de bucle i comprovació de la seqüència de fases.

Aquestes mesures les ha de fer l'instal·lador en el que s'anomena verificació de la instal·lació. I també les fa, si escau, l'Administració o organisme de control acreditat per l'Administració. Aleshores ja no s'anomena verificació, s'anomena inspecció.

Aquestes inspeccions tenen tres possibles resultats: favorable, condicionat o negatiu, depenent de la quantitat i gravetat dels defectes que es trobin a la instal·lació. Si el resultat de la instal·lació és favorable és perquè no hi ha cap defecte greu. És condicionat si té un defecte greu i cal corregir-lo abans de sis mesos per aconseguir el resultat de favorable. En el cas de tenir un defecte molt greu, la instal·lació no entrarà en servei i rebrà un resultat negatiu de la inspecció.

Depenent del tipus d'edifici i de la funció que aquest tingui, haurem de decidir com fer la instal·lació elèctrica i de quin tipus serà: conductors aïllats directament sobre les parets, canals protectores, safates, tubs superficials, encastats o canalitzacions elèctriques prefabricades.

Hem de conèixer les característiques més importants dels diferents tipus de sistemens d'instal·lació. Ateses aquestes característiques dels diferents tipus d'instal·lació amb els seus avantatges i inconvenients, triarem el tipus més adient a les necessitats que cal que cobreixi la instal·lació elèctrica.

Vegem alguns exemples: si hem de fer una instal·lació en el mínim temps possible, funcional i segura més que estètica, el pressupost pot ser elevat; aleshores podríem utilitzar canalitzacions elèctriques prefabricades. Si el pressupost es més ajustat, i l'aspecte físic no ens importa però sí la funcionalitat i les freqüents ampliacions i/o modificacions, podem utilitzar safates. Si ens interessa l'aspecte estètic d'una instal·lació que no patirà cap modificació important en un llarg període de temps, podem utilitzar tubs encastats a les parets com es fa a la majoria dels edificis destinats principalment a habitatges.

Finalment, hem de tenir en compte que cada tipus d'instal·lació necessitarà un tipus de cable i unes consideracions especials i, sobretot, cal tenir sempre present les consideracions del REBT (ITC-20-21).

Més informació

Bibliografia bàsica

Bladé, J. (2008). Reglament Electrotècnic per a Baixa Tensió. Barcelona: Marcombo.

Llibre de referència que recull tota la normativa del REBT amb els articles i les instruccions tècniques complementàries, la normativa elèctrica de Catalunya i les guies tècniques d'aplicació actualitzades l'any 2008.

Moreno Gil, J.; Lasso Tárraga, D.; Fernández García, C. (2007). Instalaciones Eléctricas de Interior. Madrid: Paraninfo.

Llibre bàsic de consulta referent, com el seu títol indica, a les instal·lacions elèctriques d'interior de tot tipus.

Castillo Predosa, J.; Marrufo González, E. (2010). Instalaciones eléctricas interiores. Madrid: McGraw-Hill.

Un altre llibre dedicat a les instal·lacions elèctriques d'interior i els elements que s'hi utilitzen.

Trigo, V.(2003). Instalaciones eléctricas de interior. Madrid: Editex.

Llibre d'instal·lacions interiors del cicle mitjà Equips i instal·lacions electrotècniques. Aquest llibre ens pot servir d'ampliació de la unitat didàctica. Aquest llibre s'utilitza al grau mitjà d'Equips i instal·lacions electrotècniques, per la qual cosa el crèdit d'Instal·lacions d'interior té més hores i es tracta més àmpliament que en el vostre cicle. Així, amb aquest llibre podem aprofundir més en els conceptes i exemples de la unitat didàctica, sobretot pel que fa a la gran diversitat de tipus i sistemes d'instal·lacions elèctriques d'interior, que en la documentació que tingueu s'ha resumit.

Bibliografia complementària

Guerrero, A. (2010). Instalaciones de distribución. Madrid: McGraw-Hill.

Aquest llibre actualitzat et permetrà consultar temes referents a la xarxa de distribució de baixa tensió, la instal·lació d'enllaç i la presa de terra. També tracta els temes de manteniment, tarificació i mesures de protecció elèctrica i ambiental.

Porras Criado, A. (2006). Riesgo eléctrico. Madrid: Creaciones Copyright S.L.

Aquest llibre tracta només del risc elèctric per la qual cosa és molt complet i alhora és una edició molt actualitzada (normativa actualitzada), la qual cosa el fa un llibre de referència per al risc elèctric. Si vols augmentar els teus coneixements sobre el risc elèctric, reglaments, normes UNE, equips de protecció individual, equips de mesura, etc.

Toledano Gasca, J. C. (1997). Puesta a tierra en Edificios y en instalaciones eléctricas. Madrid: Paraninfo.

Aquest llibre tracta de la connexió de terra, element molt important per a la seguretat de les persones a les instal·lacions elèctriques. Amb aquest llibre podeu aprofundir en els coneixements sobre la connexió de terra. Resistivitat del terreny, elèctrodes, càlculs, fins i tot tractaments que reben els terrenys difícils per aconseguir una presa de terra millor.

Referències bibliogràfiques

Bladé, J. (2008). Reglament Electrotècnic per a Baixa Tensió. Barcelona: Marcombo.

Llibre de referència que recull tota la normativa del REBT amb els articles i les instruccions tècniques complementàries, la normativa elèctrica de Catalunya i les guies tècniques d'aplicació actualitzades l'any 2008.

Adreces d'interès

http://www.hager.es/distribucion-de-la-energia/3.htm

Fabricant d'elements de protecció.

http://www.schneiderelectric.es/spain/es/productos-servicios/distribucion-electrica/distribucion-electrica.page

Altre fabricant d'elements de protecció.

http://www.unex.biz/Web/

Fabricant de canalitzacions d'enllaç i d'interior.

http://tuveras.com

Adreça d'un professor de sistemes electrotècnics que ofereix els seus materials. En aquest web podreu trobar esquemes i mapes conceptuals sobre seguretat elèctrica. També hi ha unes animacions sobre el funcionament dels elements de protecció. Diferencials i magnetotèrmic. S'organitza per temes, us recomanem visitar els temes de Seguretat i de proteccions, que us ajudaran a entendre una mica més la unitat didàctica.

http://www.telecable.es/personales/albatros1/asin/material_electrico.htm

Web amb els enllaços als principals fabricants de material elèctric. I als web dels fabricants (cables, canaletes…) se'n pot trobar molta informació. A les instal·lacions elèctriques hi ha una gran quantitat de fabricants i elements per a les instal·lacions. És impossible tenir-ne els catàlegs i la informació de tots. Per ajudar-nos una mica amb aquesta quantitat d'informació hi ha pàgines web que tenen l'adreça dels principals fabricants. I aquesta n'és un bon exemple, perquè està classificada per elements de la instal·lació, és a dir, cables, tubs, canaletes, safates, diferencials… Així, podem, per exemple, buscar cables i veure-hi els diferents fabricants de cables que hi ha. Després, en accedir al web del fabricant ens podem segurament baixar les dades tècniques dels cables. Resumint, és un web ben organitzat que ens ajudarà a trobar els webs dels fabricants, que són els millors llocs per aconseguir les característiques tècniques del producte que ells mateixos fabriquen.