Aplicación de protecciones eléctricas en viviendas

Actividades de Aplicación: Protección Eléctrica en Instalaciones

2.1. Identificación de Tipos de Averías

Aquí tienes los tipos de averías correspondientes a cada situación:

• Fallos en la lavadora con descarga a persona:
  • Descarga leve: Contacto indirecto.
• Tensión 30 veces superior a la nominal durante 8 microsegundos:
  • Corto tiempo, alta tensión: Sobretensión temporal (transitoria).
• Intensidad un 50% superior a la nominal durante 5 segundos:
  • Sobrepasa el nominal por un tiempo: Sobrecarga.

2.2. Tipos de Curvas de Disparo para Interruptores Automáticos Magnetotérmicos

La elección de la curva es crucial para una protección adecuada:

• Protección de circuito de alimentación de equipos:
  • Requiere actuación rápida ante cortocircuitos. Curva más adecuada: Curva B o C.
• Limitación del consumo en vivienda (protección general):
  • Protección contra sobrecargas y cortocircuitos generales. Curva adecuada: Curva C.
• Protección de circuito de alumbrado:
  • Cargas principalmente resistivas, sin grandes picos de arranque. Curva adecuada: Curva B.

2.3. Interpretación de la Curva de Disparo (Figura 26, no provista, se asume comportamiento estándar)

Asumiendo curvas de disparo típicas:

• ¿Apertura con durante 1 segundo?
  • Si cae en la zona de disparo instantáneo o térmico rápido, Sí se produce la apertura. Muchas curvas C o D dispararían.
• ¿Apertura con durante 1 minuto?
  • Casi siempre Sí. Una sobrecarga sostenida de durante 60 segundos excede el umbral térmico de cualquier magnetotérmico estándar (curvas B, C, D).
• Con , ¿cuál es el tiempo de disparo?
  • Dependerá de la curva:
    • Curva B: Muy rápido, en milisegundos.
    • Curva C: Rápido, posiblemente entre 10 ms y 100 ms.
    • Curva D: Rápido, pero más lento que C, en centésimas o décimas de segundo.

2.4. Disparo del Diferencial General de una Vivienda

El diferencial actúa por desequilibrio de corrientes entre fase y neutro. Dispara cuando la corriente de fuga supera su umbral.

• Corriente de fase , Corriente de neutro :
  • Diferencia: .
  • Si es un diferencial de (típico en viviendas), SÍ se producirá la apertura.
• Corriente de fase , Corriente de neutro :
  • Diferencia: .
  • Si es un diferencial de , NO se producirá la apertura.

2.5. Interruptor Diferencial (ID)

Protege a las personas y a los animales de los peligros del contacto directo e indirecto por defectos de aislamiento.
Dos tipos principales de fallos eléctricos:

• Contacto Directo: Una persona toca una parte activa de la instalación.
  • Ejemplo: Tocar un cable pelado o un borne de una toma.
• Contacto Indirecto: Una persona toca una masa metálica que se ha puesto bajo tensión debido a un fallo de aislamiento.
  • Ejemplo: El cuerpo metálico de un electrodoméstico (lavadora, frigorífico) se energiza por un cable defectuoso en su interior.

2.5.b) Conexión del Interruptor Diferencial

Se conecta en serie con el circuito que protege, justo después del Interruptor General Automático (IGA) y antes de los PIs (Pequeños Interruptores automáticos).
¿Por qué en serie? Para que toda la corriente del circuito pase a través de él y pueda comparar la corriente de fase con la de neutro.

2.5.c) Calibres del IGA y del Diferencial

Dispositivo	Calibre	Relación
IGA		Protege la instalación completa contra sobrecargas y cortocircuitos.
Interruptor Diferencial		Su corriente nominal debe ser igual o superior al IGA. Si el IGA es de , el diferencial debe ser de o más (ej. 63 A). Su corriente de disparo (sensibilidad): (para viviendas) ó (para diferencial general o selectivo).

2.6. Curvas de Fusión de Fusibles (Figura 27, no provista, se asume comportamiento estándar)

Asumiendo curvas de fusión típicas para un fusible de :

• ¿Tiempo de fusión a ?
  • Si el nominal es , es .
  • El tiempo de fusión sería rápido, probablemente en el rango de segundos a décimas de segundo, dependiendo del tipo de fusible (gG, aM). Un fusible gG de 16A podría fundirse en .
• ¿Tiempo de fusión a ?
  • es inferior a la corriente nominal de .
  • En principio, NO actuará (no se fundirá) a esta corriente, ya que está por debajo de su valor nominal.
• Si un fusible se funde con un tiempo de prearco de 80 milisegundos, ¿qué corriente circulaba?
  • Este tiempo de prearco () indica una corriente de cortocircuito elevada.
  • Con 80 ms, la corriente sería varias veces su corriente nominal (), posiblemente entre y o más, dependiendo de la curva específica del fusible.

2.7. Limitadores de Sobretensiones (SPD)

Protegen los equipos electrónicos de picos de tensión.

a) Causas de Sobretensiones

• Descargas atmosféricas (rayos): Directas o indirectas (sobre líneas de alimentación o cercanas).
• Maniobras en la red eléctrica: Conexión/desconexión de grandes cargas, conmutación de condensadores, fallos en la red.

b) Principio de Funcionamiento

• Un SPD presenta una alta impedancia en condiciones normales.
• Cuando la tensión excede un umbral, su impedancia disminuye bruscamente, conduciendo la corriente de sobretensión a tierra.
• Así, limita la tensión residual en el equipo conectado.
• Componentes comunes: Varistores de óxido metálico (MOV), diodos de avalancha, descargadores de gas.

c) Tensión Nominal Admisible para Fotovoltaica

Si la instalación fotovoltaica es de en corriente alterna monofásica:

• El valor de tensión nominal admisible ( o ) del limitador debe ser superior a la tensión máxima de funcionamiento continuo de la instalación.
• Para , suele elegirse un de o (para evitar disparos intempestivos por fluctuaciones de red).

d) Categoría de SPD para Aparatos Domésticos

Los aparatos domésticos tienen una capacidad limitada para soportar sobretensiones de tipo impulso.

• Deben tener protección de Categoría III o IV (según IEC 60664-1 o norma similar para sistemas de tensión de impulso).
• Para la instalación en general, se requiere al menos Clase II en la entrada de la vivienda.
• Para equipos sensibles, se puede añadir Clase III en el punto de uso.

e) Tipo de SPD con Pararrayos Franklin

Si hay puntas Franklin (protección externa contra el rayo):

• Riesgo de descargas directas y fuertes sobretensiones.
• Se debe instalar un SPD Clase I (Tipo 1) en la entrada de la instalación (inmediatamente después del CGP o cuadro principal).
• Complementariamente, se pueden instalar SPD Clase II (Tipo 2) en los cuadros secundarios y Clase III (Tipo 3) cerca de los equipos sensibles.

2.8. Instalación de Puesta a Tierra en Vivienda

a) Elementos conectados por la Línea de Enlace a Tierra

• Masa de la instalación (barra de puesta a tierra en el CTG o Cuadro de Mando y Protección).
• El conductor de protección (PE) que recorre toda la instalación interna.
• Las masas de los equipos eléctricos (carcasas metálicas de electrodomésticos, motores, elementos metálicos de luminarias, etc.).
• A través de bornes de tierra de los enchufes.

b) Sección del Conductor de Protección (PE)

La sección del conductor de protección (PE) depende de la sección de los conductores de fase.

• Si los conductores de fase son de , el conductor de protección (PE) debe tener al menos la misma sección.
• Según el REBT (ITC-BT-19), para secciones de fase , la sección del PE debe ser igual a la del conductor de fase.
• Por lo tanto, la sección del conductor de protección debe ser de .

2.9. Conductores de Iluminación y Conexión de Dispositivos de Protección

a) Sección de Conductores para Circuitos de Iluminación

• Para circuitos de iluminación general (C1 en el REBT), la sección mínima permitida del conductor es de .
• El calibre máximo del interruptor automático que lo protege suele ser de .

b) Conexión entre Dispositivos de Protección en el Cuadro

El orden de conexión en el cuadro de una vivienda es crucial para la coordinación de la protección.

1. Interruptor de Control de Potencia (ICP): El primero, contratado con la distribuidora.
2. Interruptor General Automático (IGA): Protege toda la instalación contra sobrecargas y cortocircuitos.
3. Interruptor Diferencial (ID): Protege contra contactos directos e indirectos (fugas a tierra). Puede haber uno general o varios.
4. Pequeños Interruptores Automáticos (PIAs) o Magnetotérmicos: Protegen cada circuito independiente (luces, enchufes, cocina, etc.) contra sobrecargas y cortocircuitos específicos de ese circuito.

El flujo de energía es unidireccional y secuencial: ICP IGA ID(s) PIAs Cargas.