Instalaciones Eléctricas de Baja Tensión: Diseño, Cálculo y Protección de Cables

Representación del Corte Transversal de una Acera

Imagen

Esquema de Alimentación a una Instalación de Baja Tensión en un Bloque de Viviendas

A continuación, se presenta un esquema de alimentación a una instalación de baja tensión correspondiente a un bloque de viviendas. Se indica a quién pertenece cada una de las partes de la instalación.

Notas Aclaratorias

  • En general, la forma constructiva de la acometida es semejante a la de la línea de la compañía eléctrica, a la cual pertenecen.
  • En algunos casos, las acometidas pueden ser monofásicas, por lo que se podrían utilizar conductores de dos fases (fase y neutro).
  • En viviendas aisladas, instalaciones comerciales o industriales, el esquema es análogo, aunque no existe cuarto de contadores.
  • En suministros de media tensión (MT) en los cuales existe un centro de seccionamiento y un centro de transformación (CGBT), la instalación es semejante a este esquema, aunque la medida se realiza en MT.

Tipos de Protecciones de un Cable

Las protecciones defienden al cable contra distintos tipos de agresiones:

Protección con Pantallas

Protegen al cable contra solicitaciones eléctricas.

  • Pantallas Electrostáticas: Confinan y uniformizan el campo eléctrico.
  • Pantallas Electromagnéticas: Protegen contra interferencias.
  • Pantallas Antiaccidentísticas: Derivan a tierra las corrientes de defecto, evitando accidentes.

Protección con Armaduras

Son elementos metálicos que protegen contra esfuerzos cortantes, de tracción, contra roedores, etc. Si están puestas a tierra, pueden cumplir la misión de pantallas antiaccidentísticas. Pueden ser diferentes en función de si el cable debe trabajar colgado, tendido, u otra serie de consideraciones.

Protección con Cubiertas

Es el elemento más exterior del cable que protege contra agentes externos (químicos, biológicos, atmosféricos, etc.).

Función de los Diferentes Tipos de Pantallas de un Cable

Las protecciones por pantalla protegen al cable contra solicitaciones eléctricas.

  • Pantallas Electrostáticas: Confinan el campo eléctrico en el interior del aislamiento y lo uniformizan en el aislante. Están localizadas en la capa semiconductora interna y externa. Se utilizan en MT y alta tensión (AT), pero no en BT.
  • Pantallas Electromagnéticas: Protegen contra interferencias del cable al exterior y del exterior al cable.
  • Pantallas Antiaccidentísticas: Derivan a tierra las corrientes de defecto. Evitan accidentes a las personas.

Partes del Cálculo de una Instalación de Baja Tensión (BT)

Observamos diversos tipos de cálculos para las instalaciones de BT:

  • Cálculo eléctrico de los conductores.
  • Cálculo de las potencias de las instalaciones receptoras.
  • Cálculo de las protecciones.
  • Cálculo mecánico de los conductores (líneas aéreas).

Criterios para Seleccionar la Sección de un Conductor

Los criterios que se deben respetar para la selección de un conductor son tres:

  • Criterio de calentamiento del conductor en régimen permanente.
  • Criterio de calentamiento del conductor en cortocircuito.
  • Criterio de máxima caída de tensión.

Importancia de los Criterios según el Tipo de Instalación

  • Calentamiento del conductor: Este criterio no suele ser decisivo en instalaciones domésticas y comerciales de baja potencia. Puede serlo en instalaciones grandes (industria, comercio, edificios de servicios).
  • Criterio de máxima caída de tensión: Suele ser determinante cuando las líneas son de larga longitud (por ejemplo, en derivaciones individuales que alimenten a los últimos pisos en un edificio de cierta altura o bien en líneas muy largas en zonas rurales).
  • Criterio de intensidad de cortocircuito: Aunque es determinante en instalaciones de AT y MT, no suele serlo en BT, ya que, por una parte, las protecciones de sobreintensidad limitan la duración del cortocircuito a tiempos muy breves, y además las impedancias de los cables son grandes hasta el punto de cortocircuito, lo que limita la intensidad de cortocircuito.

Factores que Influyen en la Corriente Admisible en Régimen Permanente en un Cable Subterráneo

La corriente admisible depende de la posibilidad de disipar calor. En este sentido, influyen factores como:

  • Tipo de aislamiento: Puede ser XLPE, EPR, PVC, etc.
  • Material del conductor: Puede ser de aluminio o cobre.
  • Sección del cable: Se refiere al diámetro del cable.
  • Cable unipolar, tripolar o tetrapolar: Depende del número de polos que tenga.
  • Tipo de enterramiento: En galerías, bajo tubo o directamente enterrados.
  • Número de cables en la misma zanja.
  • Temperatura del terreno.
  • Profundidad del terreno.
  • Resistividad térmica del terreno.

El Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT) proporciona tablas (tablas 4 y 5) que indican la corriente admisible en función del tipo de aislamiento, material del conductor, sección del cable, tipo de cable (unipolar, tripolar o tetrapolar) y tipo de enterramiento.

Tanto el número de cables en la misma zanja como la temperatura, profundidad y resistividad térmica del terreno se obtienen mediante otras tablas que dan factores multiplicadores.

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