Una instalación eléctrica es el conjunto de circuitos eléctricos que, colocados en un lugar específico, tienen como objetivo un uso específico. Incluye los equipos necesarios para asegurar su correcto funcionamiento y la conexión con los aparatos eléctricos correspondientes.
TIPOS DE INSTALACIONES ELÉCTRHICAS
1.- Según su tensión
a) Instalaciones de alta y media tensión: Son aquellas instalaciones en las que la diferencia de potencial máxima entre dos conductores es superior a 1.000 voltios (1 kV).
Generalmente son instalaciones de gran potencia en las que es necesario disminuir las pérdidas por efecto Joule (calentamiento de los conductores). En ocasiones se emplean instalaciones de alta tensión con bajas potencias para aprovechar los efectos del campo eléctrico, como por ejemplo en los carteles de neón.
b) Instalaciones de baja tensión: Son el caso más general de instalación eléctrica. En estas, la diferencia de potencial máxima entre dos conductores es inferior a 1.000 voltios (1 kV), pero superior a 24 voltios.
c) Instalaciones de muy baja tensión: Son aquellas instalaciones en las que la diferencia de potencial máxima entre dos conductores es inferior a 24 voltios.
Se emplean en el caso de bajas potencias o necesidad de gran seguridad de utilización.
2.- Según su uso
- Instalaciones generadoras: Las instalaciones generadoras son aquellas que generan una fuerza electromotriz, y por tanto, energía eléctrica, a partir de otras formas de energía.
La energía eléctrica, en corriente alterna, debe recorrer largos caminos hasta llegar a los centros de consumo, sean estos plantas industriales o bien ciudades, y para ello se utilizan las líneas de transmisión de alta tensión y extra alta tensión. En la República Argentina esta red es trifásica y de 500.000 voltios entre fases, o sea de 500 kV.
- Instalaciones de transporte: Las instalaciones de transporte son las líneas eléctricas que conectan el resto de instalaciones.
Pueden ser aéreas, con los conductores instalados sobre apoyos, o subterráneas, con los conductores instalados en zanjas y galerías.
- Instalaciones transformadoras: Las instalaciones transformadoras son aquellas que reciben energía eléctrica y modifican sus parámetros, transformándola en energía eléctrica con características diferentes.
Un claro ejemplo son las subestaciones eléctricas de transmisión y las subestaciones eléctricas de distribución, centros de transformación en los que se amplía y reduce la tensión, respectivamente, para su manejo y empleo conveniente con tensiones de transporte (132 a 400 kV) a tensiones más seguras para su utilización, que pueden ser desde 34 kV hasta 6 kV.
- Instalaciones receptoras: Las instalaciones receptoras son el caso más común de instalación eléctrica, y son las que encontramos en la mayoría de las viviendas e industrias.
Su función principal es la transformación de la energía eléctrica en otros tipos de energía. Son las instalaciones antagónicas a las instalaciones generadoras.
PARTES FUNCIONALES DE LAS INSTALACIONES RECEPTORAS
Las instalaciones eléctricas receptoras, cualquiera que sea su tipo, disponen de cinco partes bien diferenciadas, y con características relacionadas.
Alimentación: Es la parte de la instalación que recibe energía del exterior. Generalmente esta energía es eléctrica, pero en el caso de las centrales eléctricas, puede ser energía térmica, mecánica, química o radiante.
Protecciones: Las protecciones son los dispositivos o sistemas encargados de garantizar la seguridad de las personas y los bienes en el contexto de la instalación eléctrica
Destinadas a la seguridad de las instalaciones:
- Fusibles
- Interruptor de control de potencia
- Interruptor magneto térmico
Destinadas a la seguridad de las personas
- Esquemas de conexión a tierra
- Interruptor diferencial
- Puesta a tierra
Conductores: Son los encargados de dirigir la corriente a todos los componentes de la instalación eléctrica. Sin ellos, la instalación como tal, no podría existir.
Los hilos y los cables se diferencian por su construcción. Un hilo consiste en un solo alambre que suele ser de cobre o, a veces, de aluminio. Un cable está constituido por varios hilos. La ventaja del segundo sobre el primero es que es capaz de conducir más cantidad de corriente para la misma sección; su desventaja es que es más caro (la corriente no emplea toda la sección del mismo modo: emplea principalmente la superficie del conductor, de modo que el cable, para la misma sección, tiene más superficie). Para empotrar, se emplean normalmente solo hilos, salvo en algunos usos de pequeñas corrientes.
Mando y maniobra: Los elementos de mando y maniobra permiten actuar sobre el flujo de la energía, conectando, desconectando y regulando las cargas eléctricas. Los más comunes son los interruptores, los conmutadores y los relés.
Puntos de consumo: Son los receptores finales de la energía, encargados de transformarla en otro tipo de energía, mecánica, luminosa, térmica, ...
ELEMENTOS DE SEGURIDAD
Las instalaciones eléctricas disponen de varios elementos de seguridad para disminuir el riesgo de accidentes, como los causados por cortocircuitos, sobrecargas o contacto de personas o animales con elementos en tensión.
Un cortocircuito ocurre cuando falla un aparato o línea eléctrica por el que circula corriente, y esta pasa directamente:
- Del conductor activo o fase al neutro o tierra
- Entre dos fases en el caso de sistemas polifásicos en corriente alterna
- Entre polos opuestos en el caso de corriente continua.
El cortocircuito se produce normalmente por fallos en el aislante de los conductores, cuando estos quedan sumergidos en un medio conductor como el agua o por contacto accidental entre conductores aéreos por fuertes vientos o rotura de los apoyos. Debido a que un cortocircuito puede causar daños importantes en las instalaciones eléctricas e incendios en edificios, las instalaciones están normalmente dotadas de fusibles, interruptores magneto térmicos o diferenciales y tomas de tierra, a fin de proteger a las personas y las cosas.
Fusible: es un dispositivo, constituido por un filamento o lámina de un metal o aleación de bajo punto de fusión, que se intercala en un punto determinado de una instalación eléctrica para que se funda, por efecto Joule, cuando la intensidad de corriente supere, por un cortocircuito o por un exceso de carga, un determinado valor que pudiera hacer peligrar la integridad de los conductores de la instalación con el consiguiente riesgo de incendio o destrucción de otros elementos.
Interruptor magneto térmico: también denominado disyuntor termo magnético, es un dispositivo utilizado para la protección de los circuitos eléctricos, contra cortocircuitos y sobrecargas, en sustitución de los fusibles. Tienen la ventaja frente a los fusibles de que no hay que reponerlos. Cuando desconectan el circuito debido a una sobrecarga o un cortocircuito, se rearman de nuevo y siguen funcionando. Su funcionamiento se basa en dos de los efectos producidos por la circulación de corriente
eléctrica en un circuito: el magnético y el térmico (efecto Joule). El dispositivo consta, por tanto, de dos partes, un electroimán y una lámina bimetálica, conectadas en serie y por las que circula la corriente que va hacia la carga.
Interruptor diferencial: también llamado disyuntor por corriente diferencial o residual, es un dispositivo electromecánico que se coloca en las instalaciones eléctricas con el fin de proteger a las personas de las derivaciones causadas por faltas de aislamiento entre los conductores activos y tierra o masa de los aparatos. En esencia, el interruptor diferencial consta de dos bobinas, colocadas en serie con los conductores de alimentación de corriente y que producen campos magnéticos opuestos y un núcleo o armadura que mediante un dispositivo mecánico adecuado puede accionar unos contactos. El interruptor corta la corriente eléctrica cuando existe una derivación de corriente a tierra, que si pasa por un cuerpo humano puede tener consecuencias fatales.
Toma de tierra: también denominado hilo de tierra o simplemente tierra, se emplea en las instalaciones eléctricas para evitar el paso de corriente al usuario por un fallo del aislamiento de los conductores activos. La toma a tierra es un camino de poca resistencia a cualquier corriente de fuga para que cierre el circuito "a tierra" en lugar de pasar a través del usuario. Consiste en una pieza metálica enterrada en una mezcla especial de sales y conectada a la instalación eléctrica a través de un cable. En todas las instalaciones interiores según el reglamento, el cable de tierra se identifica por ser su aislante de color verde y amarillo.
INSTALACIONES ELÉCTRICAS (RESIDENCIALES)
Es el conjunto de equipos y materiales que permiten distribuir la energía eléctrica partiendo desde el punto de conexión de la compañía suministro hasta cada uno de los equipos conectados, de una manera eficiente y segura, garantizando al usuario flexibilidad, comodidad y economía en la instalación. En Venezuela todo lo concerniente al diseño de Instalaciones Eléctricas en cualquier edificación residencial, comercial institucional y en lugares clasificados, se rige por la Norma Covenín 200: Código Eléctrico Nacional (CEN), el cual es un documento que establece los criterios técnicos para que la instalación a proyectar sea la más segura, sin embargo, no es un Manual de Diseño, pero su uso dentro del territorio nacional es de carácter obligatorio.
Acometida: conjunto de elementos que permiten llevar la energía eléctrica desde el punto de conexión con la empresa suministro hasta el suscriptor.
Tablero General de Distribución: es el conjunto de elementos que permiten distribuir la energía eléctrica a todos los puntos de la edificación: unidades de vivienda, locales comerciales, oficinas, etc. Está conformado por el Interruptor principal de la instalación, las barras de conexión, los interruptores y medidores de cada uno de los usuarios.
Alimentador principal: permite distribuir la energía eléctrica desde el tablero general de distribución a cada uno de los usuarios.
Tablero principal: es el conjunto de elementos y equipos que permiten distribuir la energía eléctrica a un ambiente determinado. Está conformado por: interruptor del tablero (si lo tiene), barras de alimentación, interruptores que protegen a cada circuito ramal.
Circuitos ramales: conforman la última parte de la instalación y son los que llevan la energía desde el tablero principal hasta el último elemento conectado a él. Se caracterizan por ser el último elemento de la instalación que tiene un dispositivo de protección contra sobrecorrientes. De acuerdo al Código Eléctrico Nacional (CEN), constituye el elemento básico de las instalaciones eléctricas, ya que a partir de su diseño, se estructura en pasos sucesivos todo el sistema eléctrico.
Materiales de las Instalaciones Eléctricas
- Conductores
- Canalizaciones
- Cajetines normalizados
- Cajas de paso, empalme o derivación.
- Tableros
- Dispositivos de protección
- Transformadores de distribución
- Casetas de transformación
Las tuberías para canalizaciones eléctricas se pueden instalar embutidas y a la vista.
- Las embutidas: se utilizan tubería metálicas livianas (EMT) o plásticas recubiertas siempre con concreto, mortero o material de friso.
- A la vista: se colocan en forma paralela o adosada a paredes o techos, utilizando elementos de fijación tales como : abrazaderas o estructura de soporte. Para este tipo de instalación se utiliza tuberías metálicas rígidas (Conduit)
Tubería Plástica Tipo Conduit
La Tubería plástica rígida (tipo conduit), se utiliza para el cableado eléctrico o telefónico dentro de las edificaciones. Es fabricada de un material liviano altamente resistente al impacto y a la corrosión. Está fabricado bajo los más estrictos requerimientos del Código eléctrico nacional, y de Normas Internacionales (UL - NEMA). Tiene una designación comercial en pulgadas: ½, ¾ , 1, 1 ½ , 2 y 3
Tubos Metálicos EMT 358 CEN
Es una tubería de acero esmaltado o galvanizado flexible. Se puede utilizar en interiores y exteriores. No debe utilizarse en lugares sometidos a grandes esfuerzos mecánicos y a condiciones de alta humedad y corrosión. En lugares mojados debe ser hermética. Las uniones o empalmes no pueden ser roscados sino atornillados. Si la tubería es directamente enterrada la distancia mínima a la superficie es de 45 cm, sino debe ser recubierta con concreto. Tamaño mínimo: ½”, máximo: 4” (en 2” comercial) Designación comercial en pulgadas: ½, ¾ , 1, 1 ¼, 1 ½ , 2, Longitud normalizada 3 m.
Número máximo de curvas 4 de 90°.
Circuitos de distribución denominados alta tensión
Son los que alimentan determinados sectores de un centro poblado ya sea rural o urbano, abasteciendo los bancos de transformación ubicados en postes, casetas o sótanos construidos para alojar a los mismos. El banco de transformación bien sea monofásico o trifásico, podrá alimentar en un medio residencial, un grupo de viviendas ubicadas en edificios, o bien distribuidas en una, dos o más hectáreas circundantes al punto de transformación. En ambos casos el servicio a un suscriptor residencial será en baja tensión en 120 /240V si es monofásico o bien, en 120 / 208V en el caso de un sistema trifásico, empleados en Venezuela por las empresas de servicio eléctrico.
Modelo de sistema eléctrico típico, donde aparecen: el sistema de distribución en alta tensión, el banco de transformación monofásico y la línea de baja tensión. Como punto final del sistema de distribución, un poste de baja tensión en el cual se encuentra los adaptadores de acometida, sitios donde se conectan los conductores que servirán al suscriptor formando parte de la acometida eléctrica. Seguidamente la protección de conexión o entrada y luego el equipo de medición. Precisamente hasta allí, la instalación eléctrica es responsabilidad de la empresa suministradora del servicio eléctrico. A partir del medidor, la responsabilidad y mantenimiento del sistema eléctrico es competencia del abonado.
A partir del medidor, es necesaria una serie de equipos y accesorios para distribuir la energía eléctrica hacia las diferentes habitaciones de la vivienda. Estos equipos y accesorios permiten distribuir la electricidad de una forma segura, y de tal manera evitar accidentes que puedan causar daños materiales y a personas. Todas las viviendas no son iguales, unas requieren mayor energía eléctrica para satisfacer las necesidades de sus ocupantes que otras, esto está directamente relacionado con el número de ocupantes de las mismas. Por tanto existen diversos equipos y accesorios que permiten la versatilidad a la hora de realizar las instalaciones eléctricas de las viviendas. A continuación se describen los grados de electrificación de viviendas y luego se describen los diversos equipos y accesorios para la distribución de la electricidad.
GRADOS ELECTRIFICACIÓN DE LA VIVIENDA
- Electrificación mínima: Permite la utilización de alumbrado, lavadora sin calentador eléctrico incorporado, nevera, plancha y pequeños aparatos electrodomésticos. Previsión de demanda máxima total: 3000 watios.
- Electrificación media: Permite la utilización de alumbrado, cocina eléctrica, cualquier tipo de lavadora, calentador eléctrico de agua, nevera y otros aparatos electrodomésticos. Previsión de demanda máxima total: 5000 watios.
- Electrificación elevada: Permite la utilización de alumbrado, cocina eléctrica, cualquier tipo de lavadora, calentador eléctrico de agua, nevera, calefacción eléctrica, aire acondicionado y otros aparatos electrodomésticos. Previsión de demanda máxima total: 8000 watios.
- Electrificación especial: Es la que corresponde a aquellas viviendas dotadas de aparatos electrodomésticos en gran número o de potencias unitarias elevadas, o de un sistema de calefacción eléctrica y de acondicionamiento de aire de gran consumo. Previsión de demanda máxima total: A determinar en cada caso.
EQUIPOS Y ACCESORIOS
Tableros : Se denomina así a un panel o grupo de unidades de paneles, diseñados para ensamblaje de un sistema de barras, con interruptores o si ellos. Pueden ser los interruptores automáticos o no contra sobre-corrientes. Estos interruptores se usan también para operación de los circuitos de iluminación, tomas de uso general o fuerza. El tablero podrá estar formado por un gabinete auto soportante o bien en una caja embutida en pared o tabiques. El acceso al mismo será por el frente donde habrá una tapa cubre barras y protecciones, además, una puerta con bisagra que puede o no tener cerradura. Un tablero puede disponer de espacio necesario según el diseño, para alojar medidores de tensión, corriente, potencia, energía o frecuencia, de acuerdo a las exigencias del usuario.
Todo tablero debe estar construido de material incombustible y debe poseer las siguientes características:
- Caja metálica: Si se trata para embutir, con lamina de acero galvanizada Nº 16 con troqueles para entrada de tuberías.
- Puerta y frente: De lamina de acero pintada de 1/8”, bisagras, cerradura de llave única, tarjetero para identificación de circuitos y etiquetas de identificación.
- Pintura: Base anti oxido de fondo, pintura gris eléctrico o pintura martillada, secad al aire o en horna.
- Barras de fase: de cobre electrolítico cadmiado, fijas al chasis con aisladores, separación mínima entre dos fases de 2 cm, con capacidad de corriente de hasta 4000 A.
- Barras de conexión de neutros y tierras: de cobre electrolítico cadmiado, plateada o similar.
- Interruptores ramales: Interruptores termo-magnéticos de 1, 2 o 3 polos conforme a las necesidades de capacidad, con conectores de presión para cables de entrada en cobre o aluminio, conectados a las barras de fase por platinas.
- Interruptor Principal: interruptor termo-magnético bipolar o tripolar desde 15 hasta 600 amp. Para tableros de alumbrado y hasta 5000 amp. para tableros de fuerza.
Dispositivos de protección
La energía eléctrica tiene dos riesgos fundamentales:
- Incendio por calentamiento de conductores o receptores, debido a consumo excesivo o cortocircuito.
- Electrocución o descarga eléctrica en personas por un contacto indirecto o derivación.
