Resumen Tema 4: Representación Simbólica y Sistemas de Conexión PDF

TEMA 4 REPRESENTACIÓN SIMBÓLICA Y SISTEMAS DE CONEXIÓN ====================================================== Representación de redes ----------------------- La representación simbólica de redes en planos y esquemas es esencial para la configuración de redes de distribución de baja tensión. Utiliz...

TEMA 4 REPRESENTACIÓN SIMBÓLICA Y SISTEMAS DE CONEXIÓN ====================================================== Representación de redes ----------------------- La representación simbólica de redes en planos y esquemas es esencial para la configuración de redes de distribución de baja tensión. Utilizando símbolos y diagramas, se pueden ilustrar las conexiones eléctricas entre los componentes del sistema, lo que facilita su comprensión y diseño. En los planos eléctricos, se emplean símbolos estandarizados para representar elementos como interruptores, enchufes, lámparas y motores, mostrando su ubicación y conexiones. Asimismo, los esquemas eléctricos simplifican la representación de transformadores, fusibles y conductores, incluyendo detalles como tensiones nominales y protecciones eléctricas. Es crucial que esta representación sea clara y precisa para evitar confusiones y errores, y que se sigan las normativas y estándares correspondientes para asegurar la compatibilidad de la red de distribución \[T5\], \[T6\]. Condiciones generales --------------------- En una instalación eléctrica, es crucial que la sección de los conductores cumpla con dos condiciones fundamentales: 1\. \*\***Condición térmica**\*\*: Los conductores deben soportar la corriente máxima permitida sin que su aislamiento se sobrecaliente y se dañe. Esto implica considerar la carga eléctrica máxima y las condiciones ambientales, como temperatura, radiación solar, humedad y ventilación, según lo especificado en el REBT. 2\. \*\***Condición de máxima caída de tensión**\*\*: La caída de tensión entre el inicio de la instalación y el punto más alejado no debe exceder un valor máximo permitido, también indicado en el REBT, para evitar problemas en el funcionamiento de los dispositivos conectados. Además, en situaciones como las Líneas Generales de Alimentación (LGA), es necesario calcular la sección para la intensidad de cortocircuito. Al calcular la sección de los conductores en circuitos protegidos, se debe considerar la intensidad de corte del elemento de protección, no la intensidad prevista del circuito. En sistemas trifásicos equilibrados, la sección del conductor neutro debe ser igual a la de las fases, y en instalaciones internas, debe considerarse la posibilidad de corrientes armónicas, manteniendo la sección del neutro al menos igual a la de las fases. Los conductores de protección deben tener, como mínimo, la misma sección que los conductores de fase, o ser calculados para tener una conductividad equivalente si son de material diferente \[T5\], \[T6\]. ### Condición de intensidad Al dimensionar la sección de los conductores en una instalación eléctrica, es fundamental considerar la corriente que los atraviesa, ya que esta genera pérdidas de calor por el efecto Joule. Un calentamiento excesivo puede causar daños permanentes o incendios si se quema el aislamiento. A mayor intensidad de corriente y menor sección transversal, mayor será la resistencia y el calor generado. Las secciones mínimas de los conductores de protección dependen de la sección de los conductores de fase, con requisitos específicos según el tamaño. Una sección de cable demasiado pequeña puede provocar una caída de tensión excesiva, afectando el funcionamiento de los equipos eléctricos. Instalaciones de distribución Es importante utilizar conductores con una sección adecuada y disminuir la intensidad de corriente que circula por ellos. También es importante controlar la temperatura. Las pérdidas que se producen en la línea se pueden expresar como la potencia perdida en la línea (PpL) y, como es lógico, aumenta con el valor de la resistencia del conductor. Si usamos la fórmula de la potencia V, según la Ley de Ohm, donde: Podemos calcular la potencia perdida anterior como: Potencia = R x I². Por lo tanto Es crucial seleccionar una sección adecuada que evite costos innecesarios y cumpla con las normativas, como la UNE HD 60364-5-52:2014, que establece las temperaturas máximas permitidas para los aislamientos. Además, se debe considerar la forma de instalación y agrupación de los conductores, ya que esto influye en su capacidad de conducción de corriente. Por último, el tipo de aislamiento también es relevante, ya que los materiales termoestables soportan más intensidad que los termoplásticos ### Condición de la segunda caída de tensión La resistencia de los cables es crucial en el diseño de instalaciones eléctricas, ya que puede causar una caída de tensión entre el inicio y el final de la línea. Esta caída de tensión, calculada con la fórmula ΔV = R x I, puede provocar mal funcionamiento en los receptores eléctricos si no reciben la tensión adecuada. El Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión establece límites para estas caídas, que varían según el uso, como un máximo del 4,5% para alumbrado en instalaciones industriales y del 6,5% para otros usos. Para cumplir con estos requisitos, es necesario calcular la caída de tensión máxima permitida en voltios y considerar la forma de instalación y agrupación de los conductores, ya que esto puede afectar su capacidad de corriente y, por ende, la caída de tensión. En instalaciones de baja tensión con secciones menores o iguales a 120 mm², la reactancia inductiva se considera despreciable, mientras que en líneas de media y alta tensión se requieren cálculos específicos para la inductancia Conexión a tierra ----------------- La conexión a tierra es fundamental en las redes de distribución de baja tensión, ya que garantiza la seguridad eléctrica de personas y equipos. Según el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión (REBT) de España, se deben considerar dos tipos de conexión a tierra: la del conductor neutro y la de los elementos accesorios. La conexión a tierra del conductor neutro es obligatoria y se realiza mediante un electrodo de puesta a tierra cerca del punto de entrada de la instalación, protegiendo contra contactos directos e indirectos y evitando la acumulación de cargas eléctricas. Además, los elementos accesorios como armarios, interruptores y enchufes también deben estar conectados a tierra mediante un conductor de protección, especialmente los elementos metálicos, para prevenir riesgos de electrocución. En resumen, es crucial asegurar la correcta conexión a tierra del conductor neutro y de los elementos accesorios para proteger a las personas y equipos eléctricos, cumpliendo con las normativas y regulaciones pertinentes Sistemas de conexión del neutro y de las masas en redes de distribución ----------------------------------------------------------------------- En las redes de distribución de baja tensión, es necesario establecer sistemas de conexión del neutro y de las masas que garanticen la seguridad eléctrica de las personas y los equipos. A continuación, se describen los principales sistemas de conexión del neutro y de las masas utilizados en las redes de distribución de baja tensión, los cuales se clasifican en tres tipos: TT, TN e IT1. Cada uno tiene sus ventajas y desventajas según el nivel de seguridad, la continuidad del servicio y el coste de instalación. ### Sistema TT El sistema TT se caracteriza por tener una conexión a tierra local para cada punto de suministro. En este sistema, el conductor neutro está aislado y no está conectado a tierra, mientras que las masas están conectadas a un electrodo de puesta a tierra local. Este sistema se utiliza en instalaciones eléctricas en las que se requiere un alto nivel de seguridad, como en laboratorios y piscinas ### Sistema IT El sistema IT se caracteriza por tener una conexión a tierra aislada y no conectada a tierra en ningún punto de la instalación eléctrica. En este sistema, el conductor neutro está aislado y las masas están conectadas a un conductor de protección que está conectado a un electrodo de puesta a tierra local. Este sistema se utiliza en instalaciones eléctricas en las que es necesario garantizar la continuidad del suministro eléctrico en caso de fallo de aislamiento. El sistema IT se suele utilizar en instalaciones especiales donde hay equipos sensibles o procesos críticos que no pueden interrumpirse por una primera falla a tierra (hospitales, quirófanos, centrales nucleares, etc.) ### Sistema TN El sistema TN establece una conexión directa a tierra en el punto de alimentación, generalmente en el neutro o un compensador, permitiendo una rápida eliminación de fallas a tierra. Sin embargo, presenta un mayor riesgo de sobretensiones y requiere un conductor neutro de buena calidad. Existen tres variantes del sistema TN: 1\. \*\***Sistema TN-S**\*\*: El conductor neutro está conectado a tierra tanto en el punto de origen como en cada punto de la instalación, mientras que las masas se conectan a un conductor de protección también a tierra. 2\. \*\***Sistema TN-C**\*\*: Aquí, el conductor neutro y el conductor de protección se combinan en un solo conductor (PEN), que está conectado a tierra en el punto de origen y en cada punto de la instalación, con las masas conectadas a este conductor. 3\. \*\***Sistema TN-C-S**\*\*: Este sistema combina características de los sistemas TN-S y TN-C, donde el conductor neutro y el de protección se combinan en el punto de origen, pero se separan en cada punto de la instalación. El neutro se conecta a tierra en cada punto, mientras que las masas se conectan al conductor de protección. El sistema TN es común en instalaciones industriales o comerciales que requieren continuidad del servicio frente a fallas a tierra Trazado de red y distancias reglamentarias ------------------------------------------ Durante la construcción o mantenimiento de sistemas de conexión a tierra, es común que se realicen alteraciones debido a la proximidad entre las conexiones a tierra de protección. Para evitar problemas, se debe mantener una distancia mínima de diez radios equivalentes entre los electrodos de conexión a tierra. Si las empresas distribuidoras instalan subestaciones en terrenos de usuarios, es crucial mantener el esquema TT y separar la conexión a tierra de protección. Si no se puede mantener TT y se opta por TN-S, la tensión límite de contacto indirecto debe ser inferior a 24 V en todas las áreas del edificio. Si no se cumplen las normas de TN-S, la instalación debe considerarse como TT. En caso de dudas sobre el esquema TT, se debe considerar TN-S, garantizando que la tensión límite de contacto indirecto sea inferior a 24 V. Se deben tomar medidas adicionales si hay cuerpos sumergidos y proteger contra contactos directos con un interruptor diferencial (Idn \< 30 mA). Para edificios grandes, se requieren conexiones equipotenciales para evitar tensiones peligrosas. Las distancias mínimas recomendadas son de 10 m para el esquema TN (reducible a 5 m con protección adicional) y de 3 m para el esquema TT (reducible a 1 m con protección adicional). En el esquema IT, las distancias varían según el tipo de aislamiento: 2 m para aislamiento básico y 0,5 m para aislamiento doble o reforzado \[T5\].