Instalaciones eléctricas interiores PDF

Instalaciones eléctricas interiores Manuel Cabello Rivero - Miguel Sánchez Ortiz ÍNDICE 1. Circuitos eléctricos básicos I....... 6 4. Instalaciones eléctricas en viviendas.86 1 El circuito eléctrico.......................8 1 Introducción a las instala...

Instalaciones eléctricas interiores Manuel Cabello Rivero - Miguel Sánchez Ortiz ÍNDICE 1. Circuitos eléctricos básicos I....... 6 4. Instalaciones eléctricas en viviendas.86 1 El circuito eléctrico.......................8 1 Introducción a las instalaciones domésticas..88 2 Simbología eléctrica.....................13 2 El Cuadro General de Mando y Protección 3 Esquemas eléctricos.....................15 (CGMP)...............................88 4 Mecanismos, cajas de mecanismos, cajas 3 Grados de electrificación y previsión de registro y bornes de conexión..........17 de potencia............................90 5 Circuitos básicos........................20 4 Características eléctricas de los circuitos 6 Magnitudes y medidas eléctricas..........25 en viviendas...........................97 Práctica Profesional 1: Montaje de circuitos 5 Puntos de utilización...................100 básicos de un punto de luz, una conmutada, 6 Instalaciones en cuartos de baño.........105 una toma de corriente y un timbre............30 7 Representación esquemática Práctica Profesional 2: Montaje de de las instalaciones en viviendas..........106 una instalación eléctrica de fluorescentes accionados desde un punto y desde tres puntos...33 Práctica Profesional: Montaje eléctrico de una vivienda de grado elevado...........112 Mundo Técnico: La guerra eléctrica...........36 Mundo Técnico: Automatización, confort y seguridad en las instalaciones domésticas....118 2. Circuitos eléctricos básicos II......38 1 Dispositivos libres de potencial y no libres 5. Conductores eléctricos..........120 de potencial...........................40 1 Materiales, secciones, aislamientos 2 Mecanismos automáticos temporizados....41 y constitución de conductores...........122 3 Sensores..............................47 2 Designación de conductores............125 4 Reguladores de luminosidad..............49 5 Relés, contactores y temporizadores.......52 3 Cálculo de la sección de los conductores...130 6 Otros dispositivos de aplicación Práctica Profesional: Cálculo de secciones a las instalaciones eléctricas..............57 de una instalación de alumbrado público y montaje de la instalación.................144 Práctica Profesional 1: Instalación de alumbrado de un pequeño pabellón deportivo controlada Mundo Técnico: Cables libres de halógenos por un interruptor horario y un interruptor (cables de alta seguridad)..................146 crepuscular...............................60 Práctica Profesional 2: Instalación eléctrica 6. Canalizaciones y envolventes....148 de alumbrado temporizado y por detector 1 Canalizaciones........................150 de presencia..............................62 2 Trazado y canalización de conductores....164 Mundo Técnico: Características y programación 3 Envolventes..........................166 de un interruptor horario digital..............64 Práctica Profesional 1: Montaje de 3. Normativa y reglamentación......66 una canalización estanca para alimentar dos máquinas industriales y mecanizado 1 El Reglamento electrotécnico para Baja de un cuadro secundario...................174 Tensión (REBT). Objeto y campo de aplicación.68 Práctica Profesional 2: Montaje de una 2 Instaladores autorizados en Baja Tensión...70 canalización mediante bandejas perforadas...178 3 Documentación técnica de las instalaciones Mundo Técnico: Grados de protección IP IK....180 eléctricas en Baja Tensión................74 4 Verificaciones iniciales, tramitación 7. Protecciones eléctricas..........182 de documentación y puesta en servicio.....77 1 Sistemas de protección eléctrica..........184 Práctica Profesional: Documentación para una instalación eléctrica de un edificio 2 Fusibles..............................187 de viviendas...............................80 3 Interruptores magnetotérmicos Mundo Técnico: Medios técnicos requeridos o automáticos.........................191 a los instaladores autorizados en Baja Tensión..84 4 Interruptor diferencial..................195  ˘ 5 Selectividad..........................198 2 Separación de circuitos y reparto de cargas..278 6 Protección contra sobretensiones.........201 3 Cuadros secundarios, canalizaciones, 7 Instalaciones de puesta a tierra..........204 clavijas y bases de corriente industriales...285 Práctica Profesional 1: Instalación Práctica Profesional: Montaje de un Cuadro General de Mando y Protección de la instalación eléctrica en un taller de un local comercial......................208 de construcciones metálicas.................294 Práctica Profesional 2: Instalación eléctrica Mundo Técnico: Baterías automáticas interior de un local comercial...............210 de condensadores para la mejora del factor Mundo Técnico: Clases de protección de potencia..............................300 en aparatos eléctricos......................212 11. Instalaciones interiores 8. Instalaciones en edificios especiales....................302 de viviendas...................214 1 Instalaciones en locales de pública 1 Partes que componen la electrificación concurrencia..........................304 de un edificio.........................216 2 Locales de características especiales.......314 2 Previsión de carga.....................217 3 Instalaciones eléctricas con fines especiales..316 3 Instalación de enlace...................220 Práctica Profesional 1: Montaje de 4 Instalaciones receptoras en los edificios....227 la instalación eléctrica de un bar-cafetería.....324 Práctica Profesional 1: Montaje Práctica Profesional 2: Montaje de de una instalación de enlace y cuadro de la instalación eléctrica de una fuente pública..328 servicios generales en un edificio de viviendas..234 Mundo Técnico: Canalizaciones eléctricas Práctica Profesional 2: Instalación eléctrica bajo suelo técnico.........................330 de un garaje de un edificio de viviendas......238 Mundo Técnico: Instalación de puesta 12. Mantenimiento eléctrico.......332 a tierra en edificios........................240 1 Tipos de mantenimiento................334 2 Verificaciones e inspecciones iniciales 9. Luminotecnia..................242 previas a la puesta en servicio 1 Magnitudes características en luminotecnia..244 de una instalación.....................334 2 Tipología de lámparas eléctricas..........248 3 Mantenimiento preventivo..............341 3 Regulación y control de alumbrado.......257 4 Mantenimiento correctivo. Averías tipo....343 4 Diseño de alumbrado de interiores.......259 Práctica Profesional: Montaje de Práctica Profesional 1: Instalación de un sistema de un entrenador de averías y ensayos..........346 alumbrado LED con tres escalones Mundo Técnico: Mantenimiento mediante de potencia..............................266 termografía..............................350 Práctica Profesional 2: Fabricación de un expositor de lámparas con diferentes Anexos........................ 352 tipos de regulación y control................270 Mundo Técnico: Tabla resumen A Simbología eléctrica....................353 de características de las lámparas............272 B Localización de averías.................354 C Ejercicios de instalaciones eléctricas 10. Instalaciones eléctricas interiores............................356 en industrias.................274 Soluciones: Evalúa tus conocimientos.........359 1 Suministro eléctrico en instalaciones industriales...........................276 Soluciones: Test del REBT...................360 Y CÓMO SE USA ESTE LIBRO Cada unidad de este libro comienza con un caso prác- tico inicial que plantea una situación relacionada con el ejercicio profesional y vinculado con el contenido de la unidad de trabajo. Consta de una situación de partida y de un estudio del caso, que o bien lo resuelve o bien da indicaciones para su análisis a lo largo de la unidad. El caso práctico inicial se convierte en el eje vertebrador de la unidad ya que se incluirán continuas referencias a este caso concreto a lo largo del desarrollo de los con- tenidos. El desarrollo de los contenidos aparece acompañado de numerosas ilustraciones, seleccionadas de entre los equipos y herramientas más frecuentes que te vas a en- contrar al realizar tu trabajo. En los márgenes aparecen textos que amplían la infor- mación, vocabulario, conexión con conocimientos ante- riores para profundizar en los conocimientos expuestos y llamadas al caso inicial. A lo largo del texto se incorporan actividades propuestas y ejemplos, actividades de carácter práctico que ayudan a asimilar los conceptos tratados. A continuación, te proponemos una serie de activida- des finales para que apliques los conocimientos adqui- ridos y, a su vez, te sirvan como repaso. Además, en esta sección, se incluyen en el apartado entra en Internet una serie de actividades para cuya resolu- ción es necesario consultar diversas páginas web sobre componentes y equipos.  Instalaciones eléctricas de interior En la sección práctica profesional se plantea el desa- rrollo de un caso práctico en el que se describen las ope- raciones a realizar, se detallan las herramientas y el ma- terial necesario, y se incluyen fotografías que ilustran los pasos a seguir. Estas prácticas profesionales representan los resultados de aprendizaje que debes alcanzar al terminar tu mó- dulo formativo. La sección mundo técnico versa sobre información téc- nica de este sector vinculada a la unidad. Es importante conocer las últimas innovaciones existentes en el mer- cado y disponer de ejemplos reales para aplicar los con- tenidos tratados en la unidad. La unidad finaliza con el apartado en resumen, mapa conceptual con los conceptos esenciales de la unidad y el apartado evalúa tus conocimientos: batería de pre- guntas que te permitirán comprobar el nivel de conoci- mientos adquiridos tras el estudio de la unidad. Al final del libro se incorporan varios anexos sobre las recomendaciones a tener en cuenta en cuanto a simbo- logía normalizada y localización de averías en instala- ciones de interior. También se añaden algunos ejercicios con el fin de aplicar todos los conocimientos adquiri- dos. En las última página del libro se aportan las soluciones a las cuestiones planteadas en la sección evalúa tus co- nocimientos y en los cuestionarios sobre el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT). 6 Unidad 4 1 vamos a conocer... Circuitos eléctricos básicos I 1. El circuito eléctrico 2. Simbología eléctrica 3. Esquemas eléctricos 4. Mecanismos, cajas de mecanismos, cajas de registro y bornes de conexión 5. Circuitos básicos 6. Magnitudes y medidas eléctricas PRÁCTICA PROFESIONAL 1 Montaje de circuitos básicos de un punto de luz, una conmutada, una toma de corriente y un timbre PRÁCTICA PROFESIONAL 2 Montaje de una instalación eléctrica de fluorescentes accionados desde un punto y desde tres puntos MUNDO TÉCNICO La Guerra Eléctrica y al finalizar esta unidad... Terminarás familiarizándote con los diferentes símbolos y esquemas eléctricos. Conocerás los mecanismos más usuales utilizados en las instalaciones eléctricas. Podrás comenzar a realizar ya por tu cuenta esquemas básicos en las instalaciones eléctricas. Llevarás a la práctica el montaje de los diferentes circuitos básicos más utilizados. Circuitos eléctricos básicos I 7 CASO PRÁCTICO INICIAL situación de partida Un instalador electricista debe colocar 3 lámparas en el pasillo de Estudiado el caso debe decidir la forma más sencilla e idónea para un local. Dichas lámparas deben accionarse, al menos, desde 6 realizar dicha instalación, así como los mecanismos a utilizar. Repre- puntos. sentar también un croquis de la instalación, un esquema unifilar y la ubicación de los puntos de accionamiento. L2 L3 S3 S4 S5 S6 L1 S2 S1 a Figura 1.1. estudio del caso Antes de empezar a leer esta unidad de trabajo, puedes contestar a las tres primeras preguntas. Después, analiza cada punto del tema con el objetivo de contestar al resto de preguntas. 1. Ya sabes que existen mecanismos que pueden controlar 4. ¿Crees que un conmutador de cruce se puede utilizar luces desde dos puntos, ¿cómo se denominan estos dis- como interruptor? positivos? 5. ¿Cuántos cables hay que llevar a un conmutador de 2. Si se desean controlar luces desde más de dos puntos, cruce? ¿cómo se denomina este sistema? 6. El telerruptor puede accionar lámparas desde varios pun- 3. Como puede observarse, desde un mismo mecanismo se tos, ¿cuál es el mecanismo de accionamiento para reali- pueden encender varias luces a la vez (es el caso inicial en zar dicha operación? el que hay 3 lámparas). ¿Cómo se denomina esta cone- xión de las lámparas? 8 Unidad 1 1. El circuito eléctrico Todo circuito eléctrico se compone de los siguientes elementos: vocabulario Generador eléctrico: es el encargado de mantener entre sus bornes una dife- rencia de electrones (diferencia de potencial) denominada tensión, de mane- Los términos «abrir y cerrar» se ra que cuando se cierre el circuito fluyan los electrones por el circuito de un emplean de forma contraria a como se hace en otros circuitos por borne a otro para restablecer el equilibrio electrónico. los que circulan fluidos. Por ejem- Receptor eléctrico: es el encargado de convertir la corriente de electrones que lo plo, si decimos que un circuito de atraviesa (energía eléctrica) en otro tipo de energía (luz, calor, movimiento, etc.). gas está «cerrado» significa que no hay gas en la instalación, de mane- Conductor o línea: facilita la circulación de corriente, siendo los materiales ra contraria a un circuito eléctrico que se utilizan para la fabricación del conductor el cobre o aluminio. en el que «circuito cerrado» signi- fica que el receptor está funcio- Elementos de mando (interruptores o sensores): se encargan de abrir o cerrar nando. el circuito, permitiendo el paso del flujo de corriente eléctrica. P Conductor Interruptor I o sensor saber más La Intensidad V Receptor Al número de electrones que circu- la por unidad de tiempo se le deno- mina Intensidad de corriente (I) Generador y su unidad es el Amperio (A). a Figura 1.2. El circuito eléctrico. 1.1. Generador eléctrico Las dos formas de generar energía eléctrica son la corriente continua CC y la co- rriente alterna CA. Existe una gran diferencia entre ambas, mientras que la co- rriente continua, aunque no sea constante, fluye siempre en un sentido que de- pende de la polaridad del generador (positivo y negativo), la corriente alterna fluye periódicamente en ambos sentidos, lo que implica que en cada ciclo hay 2 instantes que la energía suministrada por el generador es nula. La magnitud fundamental que define un generador de corriente continua es la tensión o diferencia de potencial (V) y su unidad el Voltio (V). Las magnitudes que definen un generador de alterna son dos: La tensión eficaz (V) que es uno de los múltiples valores por los que pasa durante un ciclo y que se corresponde con la tensión continua que necesitaría cualquier re- ceptor eléctrico para suministrar la misma energía en ambos tipos de generadores. La frecuencia (f) cuya unidad es el hertzio (Hz) y que es el número de ciclos que suministra el generador en un segundo. Circuitos eléctricos básicos I 9 La mayoría de los receptores domésticos son de 230 V/50 Hz, esto quiere decir que saber más se apagan 100 veces en un segundo (2 veces por ciclo) aunque el ojo humano no El sistema eléctrico tiene su origen sea capaz de apreciarlo. Aun así suministran la misma energía que si estuvieran en el conjunto de empresas gene- conectados a 230 V de corriente continua. radoras de energía eléctrica, cuya finalidad es la producción median- La forma de señal y símbolos de ambos tipos de generadores viene expresado en te la transformación de otras ener- la siguiente gráfica: gías tales como térmicas, nucleares, etc., el transporte y la distribución, Alternador Onda de corriente alterna pudiendo diferenciar el sistema Generador V eléctrico en tres partes: de CA Producción: constituido por las centrales productoras de energía. G Transporte: que se origina en los centros de producción, de forma t que mediante las líneas de trans- Alternador de CA porte en muy alta tensión condu- cen la energía hasta las subestacio- nes de transformación. Generador Distribución: encargadas de repar- + – de CC tir la energía en media o baja ten- + sión a los abonados. + V G Señal de corriente continua Dinamo Batería Batería t a Figura 1.3. Generadores de CA y CC, símbolos y formas de onda. El 99% de la energía eléctrica que se consume es en forma de corriente alterna, ya que puede ser transportada a largas distancias, pues es la única que se puede ele- var o reducir su tensión mediante transformadores. Otra razón fundamental es que los motores de CA poseen mayor rendimiento y requieren un menor mante- nimiento que los de CC. El uso de CC se limita a aparatos de audio, vídeo, má- quinas portátiles, etc., que si bien cuantitativamente no es muy importante, el he- cho de que se pueda almacenar y transportar mediante baterías o acumuladores, le confiere grandes prestaciones. saber más Centros de Según el REBT transformación BT Las instalaciones eléctricas de baja 230/400 V tensión se clasifican, según las ten- G CT siones nominales que se le asignen, para corriente alterna en la forma Subestación R R R siguiente: Centrales AT AT Muy baja tensión: Un f 50 V (generación) 400 kV 20 kV Tensión usual: 50 < Un f 500 V Abonados de BT Tensión especial: 500 < Un f 1 000 V G CT Siendo las tensiones nominales usualmente utilizadas en las distri- R R R buciones de corriente alterna de: a) 230 V entre fases para redes tri- fásicas de tres conductores. Subsistema Subsistema Distribución BT de producción de transporte AT b) 230 V entre fase y neutro, y 400 V entre fases para las redes trifási- a Figura 1.4. Sistema eléctrico de generación, transporte y distribución. cas de 4 conductores. 10 Unidad 1 vocabulario La corriente continua se obtiene de dinamos (generador electrodinámico) bate- Es importante saber, ya que lo vere- rías y células solares fotovoltaicas, y la corriente alterna exclusivamente median- mos en muchas especificaciones de te el alternador, que es un generador electrodinámico de características cons- fabricantes, que a la corriente con- tructivas similares a la dinamo, pero con mayor rendimiento y fiabilidad. Su tinua se le denomina también DC funcionamiento se basa en la tensión que proporciona un conductor sometido a y a la corriente alterna AC, que son un campo magnético variable debido al movimiento. sus acrónimos en ingles. 1.2. Líneas de distribución en corriente alterna Símbolos de las redes Si bien podemos encontrar líneas de alimentación en baja tensión de varias ti- de alimentación pologías, las dos más frecuentes son: L1 Líneas trifásicas de CA a 4 hilos de 230/400 V. Como podemos apreciar en la L2 L3 figura 1.6. a las Fases las denominamos L1, L2 y L3 o bien R, S, T y al Neutro N como N. La tensión entre cualquiera de las fases es de 400 V y la tensión entre PE cualquiera de las fases y neutro es de 230 V. Red trifásica de CA a 4 hilos L1 (R) L1 400 V L2 (S) L2 L3 L3 (T) PE 230 V Red trifásica de CA a 3 hilos N PE L N L PE M Red de CA monofásica + a Figura 1.6. Esquema de distribución de CA trifásico a 4 hilos. – Red de Corriente Continua Línea monofásica de CA a 2 hilos de 230V. Como los alternadores monofási- a Figura 1.5. cos se limitan a pequeñas aplicaciones, por ejemplo, pequeños grupos electróge- nos; este tipo de suministro partirá de un sistema trifásico donde, simplemente, hay que distribuir entre una fase (L) y el neutro (N). L 230 V N PE L a Figura 1.7. Esquema de distribución de CA monofásico. PE indica conductor de protección o tierra, este conductor es obligatorio distri- buirlo a partir de una toma de tierra que se colocará en la propia instalación, con el objeto de enviar a tierra las corrientes de defecto que puedan aparecer, pu- diendo así ser detectadas por un dispositivo de protección (diferencial) que cor- ta el suministro cuando esto ocurre. Las corrientes de defecto circulan a tierra de- bido a la conexión del neutro a tierra que se hace en las redes de distribución pública, esto se conoce como red de distribución TT. Circuitos eléctricos básicos I 11 EJEMPLO Supongamos que queremos alimentar un compresor de muy alta pre- saber más sión y de gran potencia destinado a alimentar todo el sistema neumático Según el REBT de un hangar de un aeropuerto. ¿Qué tensión utilizarías? Cuando en el reglamento electro- Solución: técnico se indique conductores acti- vos o polares, el término activo se Es lógico pensar con lo expuesto anteriormente que, al demandar una eleva- aplica a los conductores de fase y da potencia, una tensión usual de 230/400 V no sería la más idónea. Por lo neutro de corriente alterna, y el tér- tanto, la mejor opción es elevar la tensión utilizando una tensión especial, por mino polar a los conductores de ejemplo, hasta 750 V, que es el máximo permitido en corriente alterna. corriente continua. Se va a realizar la instalación de iluminación de una piscina. ¿Qué ten- sión utilizarías? Solución: El interior de una piscina es un emplazamiento conductor donde, por seguri- dad, se requiere que las tensiones de los receptores sean muy bajas. De este modo, la tensión a utilizar será de 12 V, que es denominada MBTS (Muy Baja Tensión de Seguridad). 1.3. El receptor El receptor eléctrico es el encargado de convertir la energía eléctrica suministra- saber más do por el generador en otro tipo de energía (luz, calor, movimiento, etc.) para ser La potencia es un término ener- utilizada por los usuarios. gético, siendo ésta la energía con- Atendiendo al tipo de suministro, los receptores pueden ser: sumida por un receptor en la uni- dad de tiempo. Por ejemplo, una Monofásicos: se alimentan a dos hilos. lámpara de incandescencia de 100 W de potencia encendida Trifásicos: se alimentan a tres hilos. durante 7 horas consumiría una Como se ha dicho antes, los alternadores, transformadores o receptores trifásicos energía de 100 W × 7 h = 0,7 poseen mayor rendimiento y prestaciones que los monofásicos, por tanto podemos kWh. Este cálculo es el realizado concluir que para potencias altas (industria), se utilizarán receptores trifásicos con por las compañías de distribución para facturar la energía consumi- objeto de evitar al máximo las perdidas energéticas, y para potencias bajas, don- da por sus abonados. de no importa tanto el rendimiento, receptores monofásicos. Los receptores in- cluyen normalmente una placa de características donde se indican las magnitu- des y datos más significativos del mismo. Motor LB0986-44A1 3 230V 50Hz 1800W 50 Hz 1,5 kW 5,9/3,4 A 230/400 V 1420 r.p.m Cos 0,81 IP 55 Receptor monofásico de 230V en alterna frecuencia de 50 Hz Receptor trifásico con funcionamiento y protección de clase II a 230 V o 400V a Figura 1.8. Ejemplo de placa de características de un receptor monofásico y un receptor trifásico. 12 Unidad 1 1.4. Conductores o líneas saber más Se denomina cable eléctrico al conjunto formado por uno o varios conductores y el aislante que los recubre, así como los posibles revestimientos que garanticen su Según el REBT protección. Si bien la tipología de cables es muy amplia y se estudiará con mayor Las redes de distribución pública en baja tensión tienen la obligación de profundidad en temas posteriores, conviene tener claro que las características no distribuir el conductor de pro- principales del conductor son el material conductor fabricado de cobre o alumi- tección. Por eso cualquier instala- nio y su sección (véase tabla 1 de secciones normalizadas) y los materiales ais- ción receptora debe generar su lantes que recubren. propia puesta a tierra y distribuir el conductor de protección a lo largo de toda la instalación interior. ES07Z1-K 3G4 (AS) Material Sección Cubierta Aislante conductor a Figura 1.9. Manguera monofásica (fase + neutro + TT). Para líneas de distribución eléctricas en interiores los conductores deben ser fá- cilmente identificables, identificación que se realiza por el color que presenta el aislamiento, siendo estos los siguientes: Negro: Fase L1 (R) Marrón: Fase L2 (S) Gris: Fase L3 (T) Azul claro: Neutro (N) Verde/amarillo: Conductor de protección o conductor de tierra (PE) En instalaciones monofásicas las líneas de fase serán de color negro o marrón y el color gris se utiliza para identificación de circuitos. Secciones de conductores en mm2 1,5 25 150 630 2,5 35 185 4 50 240 6 70 300 10 95 400 16 120 500 Las secciones de 1,5 a 10 mm2 no están disponibles en aluminio y las secciones de 400 a 630 mm2 solo se utilizan en canalizaciones enterradas. a Tabla 1.1. Secciones de conductores de cobre y aluminio. 1.5. El sensor o interruptor En esta parte del circuito se incluye no solo el interruptor convencional que ac- cionamos manualmente, sino todos los sensores cuya finalidad será igualmente la apertura o cierre de un contacto. Circuitos eléctricos básicos I 13 En el término sensor se incluyen todos aquellos dispositivos que accionan un con- saber más tacto cuando captan una señal externa, por ejemplo: El factor de potencia (FP) Interruptor: pulsación manual. Todos los receptores de corriente Presostato: la presión de un fluido. alterna que llevan un electroimán o bobinado, se denominan recep- Termostato: temperatura. tores inductivos y deben contar entre sus características con un coe- Interruptor horario: tiempo. ficiente llamado factor de potencia Otros tales como detector de movimiento, sensores crepusculares, sensores de o cos O cuyo valor es siempre menor viento, solares, de lluvia y un largo etcétera de sensores. que la unidad y que nos indica la reducción de potencia que produ- Dada la gran variedad de sensores existentes, se profundizará en su estudio a lo lar- ce un bobinado respecto a otro go de este libro. receptor que no incluya bobinado (receptor resistivo) y posea la mis- La principal característica es la intensidad máxima que es capaz de conectar o ma tensión e intensidad. desconectar. Generalmente, va acompañado de un segundo valor que se corres- ponde también con su intensidad máxima, si el receptor o carga que vamos a co- nectar es inductivo. Por ejemplo, si en un interruptor horario aparece la inscripción 16 (10 A) querrá decir que es capaz de soportar 16 A si se accionan cargas resistivas y 10 A si se ac- cionan cargas inductivas. 2. Simbología eléctrica En toda instalación eléctrica es necesaria la representación esquemática de la misma. Los esquemas muestran mediante símbolos cada uno de los elementos de la instalación. Quedan representados, por tanto, los conductores, la apara- menta eléctrica y las canalizaciones, todo de una forma abreviada que permite al instalador tener una idea clara del conjunto de la instalación. Todos los sím- bolos tales como interruptores, pulsadores, contactores, relés, etc. se represen- tan en reposo, es decir, no accionados en el caso de que sea un contacto nor- malmente abierto (NA), o accionados en el caso de que sea un contacto normalmente cerrado (NC). NA NC a Figura 1.10. Representación símbolica de contactos en reposo. Existen una gran cantidad de símbolos eléctricos, pero para comenzar represen- taremos los símbolos más significativos que utilizaremos en los circuitos básicos, representándolos de las dos formas esquemáticas (multifilar y unifilar). El multifilar representa todos sus contactos mientras que el unifilar representa de forma simplificada el mecanismo en concreto. Más adelante veremos cuando es conveniente la utilización de uno u otro símbolo en un esquema eléctrico. 14 Unidad 1 Mecanismo Multifilar Unifilar Descripción Mecanismo Multifilar Unifilar Descripción Caja de Interruptor registro Conmutador Cuadro de distribución Conmutador Caja General de cruce de protección 1 Pulsador Fusible 2 Toma de corriente Interruptor 2p+T 16A Automático Toma de corriente Interruptor 2p+T 25A Diferencial Toma de A1 1 corriente Telerruptor 3p+T 16A 2 A2 4 Lámpara Automático o de escalera Punto de luz L N 3 L Lámpara Detector de Fluorescente presencia N 1 L 1 Timbre Timbre Interruptor y zumbador horario Zumbad. N 2 a Tabla 1.2. Símbolos eléctricos básicos. Circuitos eléctricos básicos I 15 3. Esquemas eléctricos A la representación gráfica del conjunto de conexiones entre símbolos eléctri- cos de los distintos dispositivos de un circuito, o bien la representación de éstos sobre un plano, se le denomina esquema. Su objetivo es facilitar la comprensión de una instalación eléctrica para su posterior ejecución. Podemos distinguir tres tipos de esquemas eléctricos: 3.1. Esquema multifilar Representa de forma detallada una instalación representando todos los con- ductores, aparamenta eléctrica, receptores, etc., y sus conexiones. Y se utiliza cuando se necesita una representación muy clara de las conexiones de los dis- positivos que la componen para ser comprendidos por el instalador en el mo- mento de la instalación. L N S1 L1 a Figura 1.11. Esquema multifilar de un punto de luz accionado por un interruptor. 3.2. Esquema unifilar Es una representación abreviada donde se representan las líneas compuestas por varios conductores y símbolos de aparamenta y receptores eléctricos en un mis- mo trazado. DIF DIF 2x25 A 2x25 A 30 mA 30 mA 2x10 A 2x16 A 2x1,5+T 2x2,5+T Alumbrado Tomas de corriente a Figura 1.12. Esquema unifilar de dos circuitos de parte de un cuadro general de mando y pro- tección. 16 Unidad 1 3.3. Esquema de distribución en planta (o topográfico) Se utiliza para representar la ubicación de la aparamenta eléctrica y/o trazado de canalización sobre un plano de planta, la simbología utilizada es la unifilar. Este esquema es muy importante en las instalaciones eléctricas debido a que ofre- ce al instalador una idea clara de la ubicación de los mecanismos en el emplaza- miento o local. Igualmente ofrece gráficamente mediante línea discontinua, como podemos apreciar en la figura 1.13, el mecanismo o mecanismos que ac- cionan un determinado punto de luz, así como una indicación del circuito al que pertenece cada toma de corriente. C2 C2 C5 C2 C2 LAVADERO C3 HABITACIÓN C2 C5 COCINA C2 C2 C5 SALÓN BAÑO C2 C5 C2 LEYENDA DE ELECTRICIDAD Cuadro general de Conmutador de cruce Base de enchufe 25 A 2p+T mando y protección Interruptor Conmutador Pulsador Punto de luz Base de enchufe 16 A 2p+T Timbre a Figura 1.13. Esquema de distribución en planta o topográfico de una vivienda. Al realizar un proyecto eléctrico, una correcta esquematización de los circuitos es muy importante para su posterior interpretación y montaje. Como vemos en el es- quema multifilar, se representan el conexionado y el cableado de los dispositivos de forma simbólica, con esto se consigue comprender rápidamente el circuito. En cuanto a los esquemas unifilares, representan de una forma abreviada los circui- tos teniendo en cuenta que el instalador, debido a sus conocimientos, sabrá in- terpretar correctamente dicho esquema para su montaje. Estos esquemas deben ir acompañados de la mayor indicación textual posible, como podemos apreciar en el esquema de la figura 1.12 en el cual se especifica claramente el calibre de las protecciones, el número de conductores y sección de los mismos, el circuito al que pertenecen, el diámetro del tubo, etc. Los esquemas de distribución en planta o topográficos se realizan con el objeto de señalizar la ubicación de los dispositivos de la instalación sobre un plano en planta de la vivienda, local, edificio, etc. Tam- bién pueden ir acompañados de una leyenda que especifique el significado de cada uno de los elementos eléctricos a instalar, así como una descripción sobre el cir- cuito al que pertenece un mecanismo. Circuitos eléctricos básicos I 17 4. Mecanismos, cajas de mecanismos, cajas de registro y bornes de conexión Denominamos mecanismo al dispositivo destinado al accionamiento de puntos de luz u otros tipos de receptor (timbre, extractor, persiana motorizada, etc.). Los más usuales son el interruptor, el conmutador y el pulsador. Los mecanismos se insertan en bastidores metálicos y éstos a su vez sobre la caja de mecanismos a través de tornillos (o garras) para que queden fuertemente fijados. La magnitud característica del mecanismo es su intensidad nominal que es la in- tensidad máxima que puede conectar y desconectar, llegando a averiarse si se sobrepasa dicho valor. Contacto común Bastidor Contacto de TT Contactos no comunes Bastidor a Figura 1.14. Conmutador ancho inserta- a Figura 1.15. Base de corriente schuko de do en bastidor. 16 A 2p+T. Los conductores se conectan a los mecanismos usualmente de forma cómoda sin necesidad de utilizar herramienta alguna. El sistema consiste en insertar los con- ductores en su base de conexión pulsando una simple pestaña. Las pestañas a su vez identifican los contactos del mecanismo con un color, que dependerá de cada fabricante, por ejemplo, para identificar un conmutador, el común tendrá un co- lor diferente a los otros, otro claro ejemplo lo tenemos en el conmutador de cru- ce, en el cual los contactos de un color no entran nunca en conexión y sí entran Fase en conexión los de diferente color según la posición del mismo. Resumiendo, dos Neutro contactos con pestañas del mismo color identifican que dichos contactos no en- trarán nunca en conexión. Denominamos toma de corriente o base enchufe al dispositivo que nos permite conectar los receptores al suministro, de forma rápida y sencilla sin ningún tipo de herramienta, utilizando otro dispositivo denominado clavija de enchufe. Su característica principal es la intensidad máxima que soporta cuando está conectado un receptor. Esta intensidad no debe entenderse, como en el caso Toma de tierra Clavija de enchufe de los mecanismos, como una intensidad de conexión y desconexión, ya que 16 A 2p + T (schuko) la toma de corriente no está preparada para soportar la chispa que se genera, a Figura 1.16. Clavija de enchufe siendo ésta la razón por la que muchas tomas de corriente se queman sin que schuko de 16 A 2p+T. 18 Unidad 1 saber más a ellas se conecten receptores que superen su intensidad máxima. El procedi- Las bases de enchufe convencio- miento correcto es conectar y desconectar la toma de corriente con el recep- nales utilizadas en aplicaciones tor apagado y posteriormente accionarlo o apagarlo desde el interruptor del domésticas con toma de tierra late- receptor. ral se denominan schuko y las En la mayoría de los casos, los conductores se conectan a las bases de corriente a bases de enchufe de 25 A se utili- zan en aplicaciones domésticas través de tortillería y no con pestañas como en el caso de los mecanismos. para conectar las cocinas eléctricas. Los mecanismos suelen llevar dos bases por cada punto de conexión. Esto posibi- lita puentear con otro elemento, como puede ser el caso de interruptores en una misma caja o en cajas enlazables, donde solo es necesario llevar tres cables, uno de fase y dos de «vuelta», hacia las lámparas. Internamente se puentea la fase de un interruptor a otro. N L a Figura 1.17. Toma de corriente de 25 A 2p+T. L1 L2 Cable de fase Cable de vuelta interruptor 1 Cable de vuelta Interruptor 2 Puente de fase Cuando dos o más mecanismos del mismo circuito van en una misma caja o bien en cajas enlazables se puentea la fase Interruptores ensamblados en dos cajas de mecanismo enlazadas a Figura 1.18. Conexión de dos interruptores en dos cajas de mecanismos enlazables. Una vez alojados en el bastidor, a los mecanismos se les acopla la tecla (en el caso interruptores, conmutadores, y pulsadores) y después un embellecedor. Hoy en día los fabricantes ofrecen una gran cantidad de teclas y embellecedores de dife- rentes colores y tonalidades para aplicaciones domésticas. Cuando se requiere unir en una misma posición dos o tres mecanismos de tipo an- cho, las cajas de mecanismos poseen unas rejillas de inserción que las hace enla- zables, de esta forma podemos crear bases de enchufe, interruptores, etc., dobles o triples. También existe la posibilidad de insertar en una misma caja de meca- nismos dos interruptores, conmutadores o pulsadores o combinación de ellos uti- lizando mecanismos y teclas de tipo estrecho. Circuitos eléctricos básicos I 19 Cajas se mecanismos Se destinan a alojar en su interior los dispositivos de accionamiento tales como Rail para conmutadores, pulsadores, interruptores, etc., son de PVC y las podemos encon- enlace de cajas trar en dos versiones: en montaje superficial, o en montaje empotrado de forma cuadrada o circular. Sus dimensiones son de 75x75x41 mm y la distancia entre los orificios para sujetar los bastidores donde se colocan los mecanismos está estan- darizada a 60 mm. Cajas de registro Se destinan para alojar en su interior los empalmes de conductores y se constru- yen en PVC para montaje empotrado o de PVC y metálicas para montaje super- ficial. Tanto las cajas de mecanismos como las cajas de registro en montaje em- Troquelado para potrado tienen «troquelados», tanto en los laterales como el fondo para la inserción de tubos inserción de los tubos. a Figura 1.19. Caja de mecanismos. El uso de cajas de mecanismos y cajas de registro en montaje superficial o empo- trado depende de la instalación. En instalaciones domésticas, locales de pública concurrencia, oficinas, etc., la instalación es empotrada, excepto cuando se ne- cesita realizar reformas para evitar así la realización de obras. Sin embargo en am- bientes industriales las cajas suelen ser en montaje superficial. saber más Según el REBT Las cajas de registro deberán estar separadas como máximo 15 m de distancia, de forma que si la dis- tancia fuese mayor se deberá incor- porar una caja de registro de paso a 15 m de la de partida únicamen- te con el propósito de facilitar el montaje y mantenimiento de las instalaciones. Troquelado para la inserción de tubos a Figura 1.20. Detalle interno de una caja de registro para montaje empotrado. Las cajas en montaje en superficie pueden disponer de unos conos (pasacables) que se cortan fácilmente a la medida de la manguera a insertar, también podría retirarse dicho pasacables para alojar un racor para la inserción de tubos, o un prensaestopas para la inserción de mangueras. Otras, sin embargo, necesitan al- gún tipo de mecanizado si las medidas no coinciden con las del tubo o manguera a insertar. Empotrable De montaje en superficie PVC Metálica a Figura 1.21. Cajas de registro: empotrable y de superficie de PVC y metálica (GEWISS). 20 Unidad 1 Regletas de conexión Dentro de las cajas de registro la interconexión entre conductores se debe ha- cer con dispositivos adecuados de empalmes, ya que no se permite el empal- mado mediante arrollamiento con cinta aislante. Uno de los medios de empal- me es la típica regleta de conexión que permite mediante tornillo el empalme, fijación fiable y asilamiento de los conductores. Las regletas a utilizar están es- tandarizadas a las medidas de 4, 6, 10, 16 y 25 mm2 y se comercializan en tiras de 12 bornes, de forma que la elección de una u otra medida depende de la sec- ción de los conductores y la cantidad de conductores a empalmar en cada bor- ne de la regleta. 5. Circuitos básicos En cualquier instalación eléctrica existen una gran variedad de circuitos, comen- zaremos por ver los circuitos más usuales que se realizan en la mayoría de las ins- 6 10 16 talaciones eléctricas. a Figura 1.22. Regletas de cone- xión. 5.1. Circuito con accionamiento por interruptor Es el dispositivo más utilizado en las instalaciones domésticas, su objetivo es abrir o cerrar un circuito con el simple hecho de pulsar una tecla, aunque existen dife- rentes variantes de accionamiento tales como de palanca, de tirador, de llave, etc. Este mecanismo únicamente permite el accionamiento de un receptor desde una sola posición. 5.2. Circuito con accionamiento por conmutador Denominado también conmutador simple, es un mecanismo que permite el ac- cionamiento de receptores desde dos puntos diferentes. Estos mecanismos dispo- nen de tres contactos: el primero es «común» denominado puente, y los otros dos son contactos independientes «no comunes» los cuales no podrán nunca estar en contacto eléctrico, al contrario que el común o puente que podrá entrar en con- tacto con cualquiera de los dos contactos independientes (o no comunes) según recuerda la posición del mecanismo. Como se ha dicho, hoy en día los fabricantes de mecanismos ofrecen una alta gama de productos en cuanto a placas embellecedoras y teclas, aparecen con diferentes colo- res y tonalidades que se adaptan al entorno donde vayan a colocarse. 2 2 I I 1 3 1 3 a Figura 1.23. Interruptor y toma Posición A Posición B de corriente con placa embellece- dora y tecla (BJC serie CORAL). a Figura 1.24. Posiciones de un conmutador. Circuitos eléctricos básicos I 21 5.3. Circuito con accionamiento por conmutador de cruce Este mecanismo se utiliza como complemento con los conmutadores simples caso práctico inicial para poder accionar un receptor desde tres o más puntos. Este dispositivo posee cuatro contactos de tal forma que se comunican dos a dos según la posición del Para controlar un receptor desde varios puntos se necesita un siste- mecanismo. ma conmutado. 1 2 1 2 Posición A Posición B 3 4 3 4 a Figura 1.25. Posiciones de un conmutador de cruce. 5.4. Circuito con accionamiento por pulsador El pulsador tiene un funcionamiento prácticamente igual al interruptor, su fun- ción es abrir o cerrar un circuito, con la diferencia de que mientras el interruptor adopta dos posiciones (abierto o cerrado), el pulsador únicamente permanece ce- rrado mientras se ejerce presión sobre él, volviendo a su posición de reposo (abier- to) en el momento de que se deja de hacer presión, siendo en definitiva un inte- rruptor con un muelle. 5.5. La toma de corriente Este mecanismo es el que permite conectar receptores a la red eléctrica, en las ins- vocabulario talaciones monofásicas este dispositivo consta de tres contactos: dos de alimen- Cuando vamos a ver si funciona tación conectados a la fase y al neutro, y uno de conexión a tierra. Principalmente una toma de corriente se suele se clasifican por su intensidad, siendo éstas (exceptuando las bases de corriente emplear la expresión «comprueba para aplicaciones industriales) de 16 A y de 25 A. a ver si hay corriente», cuando lo más exacto sería decir «comprue- ba a ver si hay tensión» ya que la 5.6. Timbres y zumbadores corriente o intensidad no existe hasta que no se conecte algún Estos dispositivos se utilizan para la señalización acústica. Los más utilizados en receptor. las instalaciones eléctricas convencionales son el timbre y el zumbador. El timbre: consta de una bobina de accionamiento, una pieza móvil deno- minada martillo y una campana, cuando la bobina es accionada mediante una tensión entre sus contactos atrae al martillo que realiza un golpe sobre la campana. El zumbador: éste no consta de campana ni de martillo, únicamente de una bo- bina de accionamiento y una placa o pletina vibratoria que golpea la caja del mecanismo. 22 Unidad 1 saber más La diferencia entre ambos no es solo su forma de funcionamiento, sino que mien- tras el timbre puede funcionar tanto con corriente alterna como continua, el zum- Según el REBT bador no lo hace así, ya que funciona por vibración de frecuencia con lo que solo Todos los receptores, tanto de alum- brado como de fuerza, que tengan puede utilizarse con corriente alterna. partes metálicas accesibles deberán estar conectados al conductor de protección. Por este motivo todas las tomas de corriente llevarán el conec- tor de tierra y se conectarán al cable de tierra, ya que en una base de enchufe no se puede estimar qué receptor se va a conectar. En cuan- to a las líneas de alumbrado, siem- pre hay que distribuir el cable de tie- rra, ahora bien si el dispositivo a conectar no necesita, por sus carac- terísticas, la conexión a tierra, este a Figura 1.26. Timbre. a Figura 1.27. Zumbador. cable quedará desconectado; sin embargo, si el receptor de alumbra- do tuviera, por ejemplo, partes 5.7. La lámpara fluorescente metálicas, se deberá conectar a éste el conductor de tierra. Además de las lámparas estándar de incandescencia, una de las lámparas más co- munes utilizadas en las instalaciones eléctricas interiores es la lámpara fluores- cente. Para que esta lámpara funcione se necesitan varios elementos: el tubo fluo- rescente, una reactancia o balasto, un cebador, dos portatubos y un portacebador. El tubo es de vidrio y puede tener dos formas: lineal o circular. Su potencia está en función de su volumen total. En el interior del tubo hay una mezcla de argón y una gota de mercurio, y en cada extremo hay dos filamentos a los que se co- nectan las 4 patillas metálicas, dos en cada extremo del tubo, que hacen conexión con el portatubos, sirviendo además de soporte para el tubo fluorescente. La reactancia se compone de un bobinado sobre un núcleo metálico, su misión es lanzar el impulso de tensión que provoca la descarga y estabilizar la corriente a Figura 1.28. Toma de corriente al producirse dicha descarga en la lámpara. sin TT no permitida en las instala- ciones eléctricas. El cebador se encarga del arranque inicial de la lámpara. Tanto la reactancia como el cebador deben ser de una potencia determinada para el tubo fluorescente al que se conectan. Los portatubos y portacebadores sirven para conectar el tubo y cebador respec- tivamente. Detalle de características de la reactancia Marca, modelo, tensión, frecuencia. Cebador Reactancia Carasterísticas Potencia en W de lámparas a las cuales Modelo, potencias se debe conectar (1x18/20) de los típos de lámparas Intensidad máxima que puede soportar a las que puede arrancar (0,37 A) (F4W...65W) y CF18...36W Factor de potencia (λ = 0,31) Esquema de instalación Portatubos Detalle de características del tubo Portacebador Marca, modelo y potencia (F18 = 18 W) Tubo fluorescente a Figura 1.29. Conjunto de elementos para lámparas fluorescentes. Circuitos eléctricos básicos I 23 5.8. Esquemas de circuitos básicos El siguiente esquema muestra la conexión multifilar de los dispositivos anterior- mente vistos. L N PE S1 L1 1: Lámpara accionada por interruptor 1 2: Lámpara accionada S2 S3 L2 por conmutadores simples 3: Lámpara accionada 2 por cunmutación de cruce S4 L3 5 S5 S6 4: Timbre accionado por pulsador 3 5: Toma de corriente Toma de S7 16 A 2p + T corriente 4 Timbre 16 A 2p + T a Figura 1.30. Esquemas de conexión multifilar de interruptor, conmutador, conmutador de cru- ce, pulsador y toma de corriente. EJEMPLO Realiza el esquema multifilar de una conmutada simple en un pasillo con Conmutador una variación de conexionado, utilizando el conexionado en puente, es decir, en este montaje se unirán los «comunes» y se unirán dos «no co- munes» por un lado conectándolos a la fase y por otro lado se unirán los L2 otros dos «no comunes» conectándolos a la lámpara. Solución: El esquema es el de la siguiente figura: L S2 N L Pasillo N L1 L1 S1 S2 L1 S1 a Figura 1.31. Montaje de conmutadas en modo puente. La diferencia de este montaje es que siempre está presente la fase en ambos conmutadores y es muy útil cuando se requiere una base múltiple en la que los conmutadores están junto a otros conmutadores, interruptores o pulsa- dores, de esta forma al tener la fase presente se puede puentear la fase del Conmutador Interruptor conmutador con los otros mecanismos con los que comparte alojamiento y así a Figura 1.32. Instalación de con- ahorrar un cable como muestra la figura 1.32. mutadas en modo puente. 24 Unidad 1 5.9. El telerruptor Es un mecanismo eléctrico que se utiliza para realizar conmutaciones desde cual- caso práctico inicial quier punto que sea necesario, internamente consta principalmente de una bobi- Este dispositivo da la posibilidad de na y un contacto eléctrico, de forma que cuando a la bobina le llega un pulso de controlar luces desde un número elevado de puntos sin necesidad de tensión de 230 V generado por un pulsador, el contacto eléctrico cambia de po- cableado excesivo. sición manteniéndose en dicha posición hasta que le llega un nuevo pulso eléc- trico, de esta forma podemos constituir mediante pulsadores un sistema de con- mutación de un receptor eléctrico. Su aplicación reduce el cableado en el caso de haber un gran número de puntos de conmutación. El telerruptor, por tanto, simplifica la instalación. Éste se ubica en un cuadro en carril DIM, y de él parten dos hilos: uno hacia la conexión de los pulsadores y otro para conectar las lámparas. Así, los pulsadores terminan conec- tándose a la fase del circuito de alumbrado, mientras que las lámparas quedan co- nectadas al neutro de dicho circuito. a Figura 1.33. Telerruptor. L N Telerruptor L A1 A2 C10 N L 2 PE 1 S1 Lámparas S2 L1 Pulsadores S3 L2 S4 A1 1 K1 L3 2 A2 Telerruptor a Figuras 1.34. Montaje conmutado con telerruptor. a Figuras 1.35. Esquema multifilar de instalación conmutada con telerruptor. ACTIVIDADES 1. Realiza sobre el panel de prácticas una conexión de dos lámparas accionadas por dos interruptores los cuales se encuentran en dos cajas de mecanismos. Fíjate en el esquema de la figura 1.18 donde verás que puedes puentear la fase entre ambos interruptores. 2. Imagina un pasillo de gran longitud de un hotel en el que se debe ubicar un sistema de conmutación para ac- cionar las diferentes lámparas conectadas en paralelo. En dicho pasillo se ubican pulsadores cercanos a las di- ferentes habitaciones que realizarán la función de conmutación junto a un telerruptor ubicado en una caja en carril DIM. Se pide dibujar un croquis de dicho pasillo con las habitaciones que creas convenientes y sobre di- cho esquema topográfico ubicar las lámparas y pulsadores. Finalmente dibuja el esquema multifilar para el control conmutado mediante telerruptor y realiza el montaje sobre el panel de pruebas simplificándolo con tres lámparas y dos o tres pulsadores. Circuitos eléctricos básicos I 25 6. Magnitudes y medidas eléctricas Las magnitudes eléctricas a medir son las representadas en la siguiente tabla: saber más Mágnitud Unidad Aparato de medida El buscapolos Resistencia (R) (y continuidad) Ohmio (