Activitats

Calcular una instal·lació elèctrica d'enllaç

L’objectiu d’aquesta activitat és que us familiaritzeu amb els càlculs necessaris per definir tots els elements que constitueixen una instal·lació elèctrica d’enllaç.

Determineu la instal·lació elèctrica d’enllaç d’un edifici d’habitatges que presenta les característiques següents:

  • L’edifici té una planta baixa i quatre plantes més.
  • A la planta baixa hi ha els locals comercials i oficines.
  • Les plantes 1, 2 i 3 tenen 6 habitatges de 100 m2 cadascun.
  • La planta 4 té 6 dúplexs de 180 m2.
  • A la planta baixa hi ha 3 oficines de 55 m2 i una de 130 m2, i també un local comercial de 30 m2 i un altre de 100 m2.
  • També a la planta baixa hi ha un bar amb potència prevista de 60 kW.
  • La finca disposa d’un ascensor amb una capacitat per a 5 persones.
  • El portal té 45 m2 i l’escala té una superfície de 200 m2.
  • La finca disposa d’un garatge amb una superfície de 1.000 m2 i una piscina de 400 m3.
  • El factor de potència es calcula en 0,9.
  • La centralització de comptadors se situarà a la planta baixa.
  • L’alçada entre les plantes és de 3 metres.
  • Les distàncies als quadres generals de comandament (QGC) i protecció del garatge, bar, serveis generals, locals i oficines s’ha de calcular en 10 metres.

Previsió de càrregues

  • Potència dels habitatges. Els 18 habitatges de les plantes 1, 2 i 3, tenen un grau d’electrificació bàsic i, com que no hi ha dades de previsió dins els habitatges, s’assignen els 5.750 W mínims per a aquest grau d’electrificació.
    • Els 6 habitatges de 180 m2 han de tenir un grau d’electrificació elevat, ja que superen els 160 m2.
    • El coeficient de simultaneïtat, segons la taula 1 de la ITC-BT-10, en el cas del total dels 24 habitatges ha de ser el següent:

Per tant, la previsió de potència dels habitatges és la següent:

  • Potència de les oficines. Com que no hi ha dades, cal agafar el valor 100 W/m2, i tenint en compte que els valors resultants de cada oficina superen el mínim que estableix el REBT de 3.450 W ens queda això:

  • Potència de locals comercials.Com que tampoc hi ha dades i prenent 100 W/m2, en el cas del local de 30 m2, se li assignarà el mínim de 3.450 W (perquè no el supera); al segon local de 100 m2 li corresponen 10 kW, i al bar, els 60 kW previstos, i així ens queda:

  • Potència de l’ascensor. Si teniu en compte que l’ascensor és un ITA-2 que s’eleva a una velocitat d’1 metre per segon (si fos un ITA-1 ho faria a 0,63 metres per segon i la potència seria menor), i considerant també la taula de la norma NTE-ITE-ITA (Norma de tecnològica de l’edificació (NTE), Instal·lacions de transport amb elevadors (ITE) i Instal·lacions de transport amb ascensors (ITA)), la potència prevista és de 7,5 kW.
  • Potència del grup de pressió. Si estimeu que els habitatges amb un grau d’electrificació bàsic tenen un bany i un lavabo, i que els habitatges amb grau elevat en tenen el doble (és a dir, dos banys i dos lavabos), tindreu que els habitatges de grau baix d’electrificació tenen aproximadament 17 preses d’aigua, i els segons, els de grau elevat d’electrificació, en tenen 29. Això dóna el següent:

i sabent que l’edifici té cinc nivells d’alçada, el grup de pressió té, doncs, uns 3 kW aproximadament.

  • Potència de l’enllumenat del portal i l’escala. En aquests espais s’utilitza una il·luminació de baix consum i, per tant:

  • Potència del garatge. Com que el garatge és subterrani cal que tingui un extractor de fums i s’hi han de destinar 20 W/m2:

  • Potència de la depuradora de la piscina. Com que no hi ha dades es consideren 8 W/m3:

  • Previsió de càrregues totals. D’entrada cal sumar la previsió dels serveis generals de la finca, en què teniu la previsió per als aparells d’elevació o ascensors, la del grup de pressió, la dels espais comuns (portal i escala) i la depuradora de la piscina, és a dir:

Per tant la previsió total és la suma de les potències previstes dels habitatges, dels serveis generals, de les oficines i locals comercials, i del garatge:

Components de la instal·lació elèctrica d’enllaç

  • Tipus de CGP. El valor de previsió de potència total és la base de càlcul per poder determinar la secció dels conductors de la LGA i també per determinar el nombre de CGP, ja que aquesta potència és la disponible a la centralització de comptadors.

Com que la càrrega total és de 248,9 kW i supera els 160 kW definits per la normativa, cal fer una distribució de potència en dues centralitzacions de comptadors (CC) i, per tant, dues CGP i dues LGA.

Les CGP utilitzades són CGP-9-250 BUC, CGP segons l’esquema 9, i amb fusibles de 250 A, que són principalment utilitzades per als subministraments en edificis d’habitatges, edificis i locals comercials, edificis d’oficines o edificis que agrupen una indústria o més.

  • Centralització de comptadors (CC). Les dues centralitzacions de comptadors són aquestes:
    • CC1: per a habitatges amb 24 comptadors monofàsics i una potència prevista de 111,09 kW.
    • CC2: per a locals comercials (tres en total), oficines (quatre en total) i serveis generals (ascensor, grup de pressió, enllumenat del portal i escala, garatge i piscina), amb 8 comptadors trifàsics. Com que el del bar supera els 63 A, ha d’estar constituït per una caixa de protecció i mesura (CPM). La potència prevista és de 137,81 kW.
  • Caiguda de tensió (cdt) a la LGA. Com que els comptadors es troben totalment centralitzats, la caiguda de tensió permesa és del 0,5% i, com que la tensió de subministrament és de 400 V, la caiguda de tensió és de 2 V.
  • Corrents a les LGA.

  • Secció LGA1. Segons la ITC-BT-14, cal utilitzar cables unipolars de tensió assignada 0,6/1 kV, no propagadors de l’incendi i amb emissió de fums i opacitat reduïda. Com que són aïllaments termostables, la temperatura màxima del conductor en servei continu és de 90°C.

A efectes del càlcul de la tensió unitària reglamentària cal tenir en compte els 2 V de la caiguda de tensió màxima permesa i la longitud, que un cop mesurada és de 40 metres.

Així teniu el següent:

Segons la taula de caigudes de tensió unitàries per a conductors de 0,6/1 kV, amb un factor de potència de 0,9 i 90°C de temperatura de servei continu, el valor inferior a 0,280 és de 0,259, al qual correspon una secció de 185 mm2.

Si comproveu la intensitat màxima admissible a la taula A de la Guia BT-14, veureu que per a un tipus d’instal·lació de tub encastat en paret d’obra i una secció de 185 mm2, correspon un corrent de 386 A, el qual és superior al valor previst.

Si voleu fer el càlcul amb una segona iteració aplicant-hi la temperatura real del conductor, primer heu de verificar que la secció inferior de 150 mm2 té una intensitat màxima admissible de 338 A, la qual és superior a la prevista. En segon lloc, heu de calcular la temperatura real:

En conseqüència, la temperatura real del conductor a la intensitat prevista en servei permanent és d’un 39°C, segons la taula 5 de caigudes de tensió unitàries de l’annex 2 de la Guia BT, per a un factor de potència de 0,9 i 40°C; si escolliu ara la secció de 150 mm2 veureu com, en aquest cas, us dóna 0,271, un valor que és inferior a l’obtingut anteriorment. Per tant:

amb un tub de 160 mm de diàmetre, segons taula 1 de la ITC-BT-14.

  • Secció LGA2. Aquesta secció la calculareu aplicant el mètode simplificat. Primer heu de trobar la secció, sabent que la conductivitat, en el pitjor dels casos, per a aïllaments termostables, a 90°C, és de 44 m/Omm2:

Aleshores aneu a la immediatament superior, que és de 185 mm2, a la qual correspon una intensitat màxima de 386 A. Com que s’instal·len sota tub, hi heu d’aplicar el factor de reducció de 0,8, de manera que el resultat és una intensitat màxima de 308 A, la qual és també superior a l’obtinguda en el càlcul. Comproveu que la caiguda de tensió és inferior a 2 V.

Aleshores, la secció és valida i us queda:

amb un tub de 180 mm de diàmetre, segons la taula 1 de la ITC-BT-14

  • Corrents de curtcircuit. Seccions de les línies d’enllaç a terra (LET) i línies principals de terra (LPT). Les seccions d’aquestes línies s’obtenen de conformitat amb els apartats 3.2 i 3.4, taula 2, de la ITC-BT-18. Si sumeu la secció de les dues LGA us dóna 315 mm2, per tant:

Li correspon una secció comercial de 185 mm2. I les seccions de les línies principals de terra de la LGA1 i LGA2 són:

Per tant a les dues línies principals de terra els correspon una secció comercial de 95 mm2.

  • Derivacions individuals en el cas d’habitatges. Segons les mesures sobre els plànols, teniu les longituds següents:
    • Habitatges de la 1a planta: 15 m de recorregut a la planta baixa + 3 m d’alçada = 18 m.
    • Habitatges de la 2a planta: 15 m de recorregut a la planta baixa + 6 m d’alçada = 21 m.
    • Habitatges de la 3a planta: 15 m de recorregut a la planta baixa + 9 m d’alçada = 24 m.
    • Habitatges de la 4a planta: 15 m de recorregut a la planta baixa + 12 m d’alçada = 27 m.

Les intensitats són:

Les seccions de càlcul són les següents, tot sabent que la conductivitat és de 56 Ω·mm2 i que la caiguda de tensió és de 2,3 V (1 %, segons ITC-BT-15 apartat 3):

En el cas dels habitatges amb un grau d’electrificació bàsic, cal utilitzar la secció comercial superior de 10 mm2, que té una intensitat màxima admissible de 50 A (superior a la prevista), segons la taula 1 de la ITC-BT-19 amb sistema d’instal·lació A2. Tot i que apliqueu el coeficient de reducció de 0,8, aquest valor continua superant la intensitat prevista de 27,28 A.

En el cas d’habitatges amb un grau d’electrificació elevat, la secció comercial és de 25 mm2, amb intensitat màxima admissible de 84 A, segons taula 1 de la ITC-BT-19 amb sistema d’instal·lació A2. Fins i tot aplicant-hi el coeficient de reducció, aquesta secció és vàlida. Així doncs teniu el següent:

en la qual heu tingut en compte, per a possibles canvis de tarifa, un conductor d’1,5 mm2 i el conductor de protecció d’acord amb els valors de la taula 2, de l’apartat 3.4 de la ITC-BT-18. El tub té un diàmetre de 63 mm.

  • Derivació individual del bar. Situat a la planta baixa s’estima una longitud de 10 m (que s’hauria de verificar sobre plànol). Com que hi ha receptors trifàsics, primer heu de calcular la intensitat com a sistema trifàsic:

La caiguda de tensió de l’1% significa 4 V. I la secció a efectes de càlcul és la següent:

La secció comercial és de 10 mm2, un valor al qual, d’acord amb la taula 1 de la ITC-BT-19 amb sistema A2 (columna 4), li correspon una intensitat màxima de 44 A, que és molt inferior a la prevista. Heu d’escollir, per tant, una secció de 50 mm2 amb intensitat de 137 A; aplicant-hi el coeficient de reducció de 0,8 s’obté 109,8 A, un valor d’intensitat que es dóna com a vàlid.

amb un tub de 110 mm de diàmetre.

  • Derivació individual del garatge. En els casos dels equips d’extracció es preveu un subministrament trifàsic. Els càlculs són els següents:

Per a la intensitat màxima admissible triem 10 mm2 i amb el factor de reducció donem per bona:

amb un tub de 50 mm de diàmetre.

  • Derivacions individuals per a locals comercials i oficines. Suposeu una longitud de 10 m per a totes i un factor de potència de 0,9 com també unes seccions per a corrent màxim admissible d’acord amb els valors de la taula 1 de la ITC-BT-19, sistema d’instal·lació A2, columna 4. Els resultats de les seccions i els diàmetres dels tubs són els següents (per a subministraments monofàsics):
    • Local 1: potència prevista de 3.450 W, intensitat de 16,67 A, calibre ICP de 25 A, potència real de 5.750 W, secció de càlcul 3,88 mm2, secció comercial de 4 mm2 i secció de 6 mm2 vàlida per a una intensitat màxima i amb coeficient reductor de 0,8. Tub de 40 mm de diàmetre i conductor de protecció de 6 mm2, amb agulla de comandament d’1,5 mm2.
    • Local 2: potència prevista de 10.000 W, intensitat de 48,31 A, calibre ICP de 50 A, potència real d’11.500 W, secció de càlcul 7,76 mm2, secció comercial de 10 mm2 i secció de 16 mm2, vàlida per a la intensitat màxima i amb coeficient reductor de 0,8. Tub de 50 mm de diàmetre i conductor de protecció de 16 mm2, amb agulla de comandament de 1,5 mm2.
    • Oficines 1 i 2: potència prevista de 5.500 W, intensitat de 26,57 A, calibre ICP de 32 A, potència real de 7.360 W, secció de càlcul 4,97 mm2, secció comercial de 6 mm2 i secció valida de 10 mm2 per a la intensitat màxima i amb coeficient reductor de 0,8. Tub de 40 mm de diàmetre i conductor de protecció de 10 mm2, amb agulla de comandament d’1,5 mm2.
    • Oficina 3: potència prevista de 13.000 W, intensitat de 62,80 A, calibre ICP de 63 A, potència real de 14.900 W, secció de càlcul 10,06 mm2, secció comercial de 16 mm2 i secció de 35 mm2, vàlida per a la intensitat màxima i amb coeficient reductor de 0,8. Tub de 63 mm de diàmetre i conductor de protecció de 10 mm2, amb agulla de comandament d’1,5 mm2.
  • Derivació individual per als serveis generals. En el cas dels equips d’elevació es preveu un subministrament trifàsic. Els càlculs són els següents:

Per a la intensitat màxima admissible es trien 6 mm2 i amb el factor de reducció es dóna per bona:

amb tub de 50 mm de diàmetre.

Càlcul de preses a terra

L’objectiu d’aquesta activitat és que us familiaritzeu amb els càlculs necessaris per determinar la resistència de pas d’un circuit de presa a terra amb la utilització de diferents tipus d’elèctrodes.

  1. Calcular la resistència de pas amb piques: En un terreny de resistivitat aparent de 500 Ω·m, s’hi instal·len cinc piques de 2 m de longitud cadascuna, connectades en paral·lel, amb la finalitat d’aconseguir una resistència determinada. Quin és el valor d’aquesta resistència?
  2. Calcular la resistència de pas amb plaques: Heu de connectar a terra un fanal sobre un terreny que té una resistivitat aparent de 200 Ω·m. Heu optat per una placa massissa de coure de 0,5 per 1 m. Quina és la resistència de pas a terra que tindrà la placa un cop instal·lada?
  3. Càlcul de la resistència de pas amb conductors enterrats. En un edifici en construcció de 200 m de perímetre, s’hi ha instal·lat com a elèctrode un conductor nu que forma un anell sota els fonaments. La resistivitat aparent del terreny és de 200 Om. Quina és la resistència de pas a terra que aporta aquest conductor?

  • 1. D’entrada cal calcular la resistència de pas a terra d’una de les piques, i després la de les tres un cop soldades i unides:

  • 2. Aplicant-hi la fórmula de la resistència d’una placa i sabent que el perímetre d’una placa suma 3 m:

  • 3. Si apliqueu la fórmula de la resistència de pas a terra que ofereix un conductor enterrat, i sabeu que el conductor anirà enterrat a 80 cm amb una tolerància del 10% segons indiquen les Normes tècniques d’edificació (NTE):

Documentació de les instal·lacions elèctriques d'enllaç

L’objectiu d’aquesta activitat és que aprofundiu en el coneixement de les prescripcions de l’article 18 (apartat 1.e) del REBT, i determineu la documentació tècnica que han de tenir les instal·lacions elèctriques d’enllaç en baixa tensió.

Tot tenint present la ITC-BT-04, ompliu la documentació d’una memòria tècnica de disseny (MTD), redactada en impresos segons model determinat per l’òrgan competent de la Generalitat de Catalunya (ELEC-1, ELEC-2, ELEC-3, ELEC-5 i certificat d’instal·lació), d’una instal·lació elèctrica d’enllaç en un edifici d’habitatges amb les característiques següents:

  • Dades del titular
    • Titular de l’edifici: Institut Obert de Catalunya
    • NIF: Q5856369C
    • Adreça: Av. Paral·lel, 71-73
    • Tel. 933476100
    • Població: Barcelona CP: 08004
    • Província: Barcelona
  • Dades del subministrament
    • El subministrament serà trifàsic i el fa la companyia Endesa a 400/230 V
    • Els comptadors estan concentrats en un punt
    • La resistència mesurada de terra són 12 Ω
    • Cos φ 0,85 circuits trifàsics. Cos φ 1 circuits monofàsics
  • Càrrega total de la instal·lació d’enllaç (LGA)
    • 4 habitatges amb electrificació bàsica (230 V)
    • 3 habitatges amb electrificació elevada (230 V)
    • 1 garatge amb una superfície de 1000 m2 amb una potència de 20 kW (400 V)
    • 1 ascensor amb una potència de 7,5 kW (400 V)
    • 1 enllumenat de portal i caixa de l’escala amb una potència de 0,8 kW (230 V)
    • 1 grup de pressió amb una potència de 3 kW (400 V)
    • 1 oficina de 55 m2 (230 V)
    • 1 local comercial de 30 m2 (230 V)
    • 1 local comercial de 100 m2 (400 V)

Memòria tècnica de disseny d’un edifici d’habitatges IOC

Figura ELEC-1 Imprès-instància

Figura ELEC-2 Esquema unifilar

Figura ELEC-3 Memòria tècnica

Figura ELEC-5 Reglaments seguretat

Figura Certificat d’instal·lació elèctrica de baixa tensió
Certificat d'instal·lació elèctrica de baixa tensió

Mesurament de la resistència d'aïllament de la instal·lació elèctrica d'enllaç

L’objectiu d’aquesta activitat és que conegueu com es mesuren els paràmetres característics de les instal·lacions elèctriques d’enllaç, tot utilitzant els mitjans tècnics que fan servir els instal·ladors autoritzats en baixa tensió.

Heu de tenir present el següent:

  • Una resistència d’aïllament apropiada entre parts actives de la instal·lació i altres d’accessibles de l’entorn és un paràmetre bàsic de seguretat que protegeix contra contactes directes i indirectes el cos humà.
  • Els mesuraments de la resistència d’aïllament s’han de fer abans de connectar l’alimentació general a la instal·lació.

Abans de fer el mesurament cal:

  • Deixar fora de servei la instal·lació.
  • Desconnectar l’entrada d’alimentació mitjançant l’interruptor de control de potència (ICP-M).
  • Deixar tancats tots els interruptors i desconnectades les càrregues, perquè cap càrrega no modifiqui el resultat final de la verificació.

Mesurament de la resistència d’aïllament entre conductors.

Mireu de trobar una resposta a les preguntes següents:

  1. En el subministrament elèctric trifàsic de 230/400 V, a la instal·lació d’enllaç, enumereu entre quins conductors cal fer les mesures de verificació de la resistència d’aïllament.
  2. Quina és la tensió, expressada en volts (V), d’assaig, en corrent continu, que subministra el megòhmetre als conductors que es mesuren?
  3. En el subministrament elèctric trifàsic de 230/400 V, a la instal·lació d’enllaç, quina resistència d’aïllament mínima, expressada en MG, han de tenir els conductors de la instal·lació d’enllaç?

Assaig amb el comprovador multifunció Metrel KMI 3102.

  1. Expliqueu, un per un, els cinc passos del procediment que heu seguit amb el comprovador multifunció Metrel KMI 3102 per comprovar la resistència d’aïllament dels conductors de la instal·lació d’enllaç.
  • Procediment
    • Pas 1.
    • Pas 2.
    • Pas 3.
    • Pas 4.
    • Pas 5.
    • Pas 6.

Figura Resultats mesura resistència d’aïllament entre conductors

Mesurament de la resistència d’aïllament entre conductors.

  1. Els conductors en què cal fer els mesuraments de verificació de la resistència d’aïllament són els següents:
    • Cada conductor de fase L1, L2 i L3 contra el neutre N.
    • Cada conductor de fase L1, L2 i L3 contra el conductor de protecció PE.
    • El conductor de fase L1 contra L2 i L3 per separat.
    • El conductor de fase L2 contra L3.
    • El conductor neutre N contra el conductor de protecció PE.
  2. La tensió d’assaig en corrent continu és de 500 V.
  3. La resistència d’aïllament mínima és ≥ 0,5 MΩ.

Assaig amb el comprovador multifunció Metrel KMI 3102

  • Procediment
    • Pas 1. Seleccionar la funció Aïllament (RISO) amb el selector.
    • Pas 2. Connectar el cable de prova a l’instrument.
    • Pas 3. Ajustar els paràmetres de mesura i els valors límits. Tensió de prova nominal i valor del límit inferior de la resistència.
    • Pas 4. Connectar el cable de prova als conductors o objectes que es volen comprovar. Polsar el menú Ajut si es necessita informació.
    • Pas 5. Comprovar els avisos, si fos el cas, en pantalla, i la tensió de línia. Si tot és correcte, polsar i mantenir pressionat el botó Test fins que el resultat s’estabilitzi. Després de deixar-lo anar, el resultat de la mesura apareix en pantalla, amb la indicació Passa/No passa (si és aplicable).
    • Pas 6. Polsar el botó Mem i guardar en memòria.

Inspeccions de les instal·lacions elèctriques en baixa tensió

L’objectiu d’aquesta activitat és que conegueu les diferents inspeccions que s’han de fer, un cop acabades les instal·lacions elèctriques de baixa tensió, segons la reglamentació vigent.

Tenint en compte la ITC-BT-05, les instal·lacions elèctriques en baixa tensió de rellevància especial han de ser objecte d’inspecció inicial per un organisme de control, a fi d’assegurar, en la mesura que sigui possible, que compleixen les normes vigents al llarg de la seva vida útil.

Ompliu la taula següent amb les instal·lacions elèctriques que han de ser objecte d’una inspecció inicial un cop fetes les instal·lacions:

Inspeccions inicials en instal·lacions elèctriques en baixa tensió
Epígraf Característiques
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)

Inspeccions inicials en instal·lacions elèctriques de baixa tensió
Epígraf Característiques
a) Instal·lacions industrials que requereixin projecte, amb una potència instal·lada superior a 100 kW
b) Locals de concurrència pública
c) Locals amb risc d’incendi o explosió, de classe I, excepte garatges de menys de 25 places
d) Locals mullats amb potència instal·lada superior a 25 kW
e) Piscines amb potència instal·lada superior a 10 kW
f) Quiròfans i sales d’intervenció
g) Instal·lacions d’enllumenat exterior amb potència instal·lada superior a 5 kW

Anar a la pàgina següent:
Exercicis d'autoavaluació