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Un edificio tiene una planta sótano destinada a garajes con 20 pantallas antideflagrante ( arden sin llamas ) equipados con tubo fluorescente de 40 W, una planta baja con 200 m2 destinadas a locales comerciales, el alumbrado de la escalera tiene una potencia instalada de 3 KW, el motor del ascensor tiene una potencia de 5,5 CV, la 1ª y 2ª planta la forman 12 viviendas de 100 m2 cada una, y la 3ª y 4ª planta formada por 8 viviendas de 160 m2 cada una. Calcular:

 

         -  Caja general de protección ( C.G.P ).

-  Línea repartidora, de 20 m.de longitud.

-  Centralización de contadores.

-  Derivaciones individuales.

* Longitud de la derivación individual más desfavorable es de 45 m.

 

PREVISIÓN DE CARGA

Qv = Carga de viviendas.

Se determina el grado de electrificación de las viviendas, según MIE BT 010 y MIE BT 022.

 

12 Viviendas de 100 m2            Grado medio                   5000 W      

8 Viviendas de 160 m2              Grado elevado                 8000 W

Siendo afectado este valor por un coeficiente de simultaneidad.

 

Cálculo de la carga de las 12 viviendas de grado medio:

 Las 4 primeras se ven afectadas por un coeficiente de simultaneidad de: 1.

           Lo que sería:   4 ´  5000 ´ 1 =  20000 W = 20 KW.

Las 8 siguientes por entrar en el grupo de 5 a 15 se ven afectadas por un coeficiente de simultaneidad del:  0,8.

Lo que sería:   8 ´ 5000 ´ 0,8 = 32000W = 32 KW.

Total: 20 KW + 32 KW = 52 KW.

 

Cálculo de la carga de las 8 viviendas de grado elevado

 

De las 4 cuatro primeras, la 1ª se ve afectada por un coeficiente de simultaneidad de: 1,  y las tres restantes por pertenecer al grupo de 2 a 4 por el 0,8:

Lo que sería:  3 ´ 8000 ´ 0.8 + 8000 = 27200 W = 27,2 KW.

Las 4 siguientes por encontrarse en el grupo de 5 a 15 se ven afectadas por un coeficiente de simultaneidad del:  0,7.

Lo que sería:  4 ´ 8000 ´ 0,7 = 22400 W = 22,4 KW.

Total: 27,2 KW + 22,4 KW = 49,6 KW.

 

Carga total de las viviendas:    

Qv = 52 KW + 49,6 KW = 101,6 KW

 

         Carga garaje:

20 pantallas antideflagrante con tubos fluorescente de 40 W.

Según MIE BT 034. La carga mínima prevista en voltiamperios para lámparas de descarga, será de 1,8 veces la potencia en vatios de los receptores.

20 ´ 40 ´ 1,8 = 1440 W = 1,44 KW

 

Qg = Carga de servicios comunes

Ascensor:

Un ascensor con un motor de 5,5 CV.

Según MIE BT 034. La carga mínima prevista debe ser el 125% de su

intensidad nominal.

5,5 CV ´ 736 W = 4048 W ´ 1,25 = 5060 W = 5,060 KW

 

Alumbrado de escaleras = 3 KW

 

Carga total servicios:

Qg =  5,060 KW + 3 KW = 8,060KW

       

Ql = Carga locales comerciales

Locales:

Una planta dedicada a locales comerciales de 200 m2.

Según MIE BT 017. La carga correspondiente a locales comerciales de un edificio, se calculará en base a 100 W, por metro cuadrado, con un mínimo por abonado de 3000 W,  y 5000 W si son oficinas o pequeñas industrias.

200 m2 ´ 100 = 20000 W = 20 KW

La carga total del edificio será:

Qt  =  101,6 KW + 8,060 KW +1,44 K W + 20 KW = 131,1 KW

CAJA  GENERAL  DE  PROTECCIÓN

Contiene los fusible que protegen la línea repartidora y un borne para la conexión del neutro. El grado de protección, de acuerdo con la norma UNE- 20.324. Se instalará en el interior de un nicho mural, y se preverán dos orificios para alojar los tubos de fibrocemento o PVC de 120 mm de diámetro, para entrada de las acometidas de la red general.

Características de la caja: C.G.P -10 / 250 / 400 V 

Fusible: Tres bases de 250 A  tamaño 1

 

Línea repartidora:        

Es la que enlaza la caja general de protección con el embarrado de la centralización de contadores, esta constituida por tres conductores de fase y un conductor neutro. Los conductores serán unipolares, rígidos, de cobre recocido, con aislamiento del tipo RV o DV 0,6 / 1 KW, ( R = Polietileno reticulado. V = Policloruro de vinilo. D = Goma butílica ) La intensidad máxima a transportar por una línea repartidora será de 250 A. 

 

 Tubo de protección:    

Según TABLA 6. Para una sección de 150 mm2  recomienda una sección de 125 mm. de diámetro, Los conductores serán protegidos en toda su longitud, con tubos rígidos o flexible de PVC, autoextinguible, de grado 7 ( protección mecánica, contra choques de una energía de 6 Julios ).

Según MIE BT 013. Aconseja un diámetro que permita ampliar un 100% la sección de los conductores instalados inicialmente.

 

Desconectador:

Cuando la línea repartidora suministre a más de 16 abonados, como es nuestro caso, entre la línea repartidora y la centralización de contadores, se instalará un desconectador automático de las siguientes carásteristicas:

Intensidad                    160 A

Tensión                        440 V        

Apertura                       Tetrapolar con neutro retardado       

CENTRALIZACIÓN DE CONTADORES

Conjunto modulares, alimentados por la línea repartidora. Que por estar comprendida entre 17 a 48 abonados, dispondrá del un local situado en la planta baja y destinado única y exclusivamente para el conjunto.

Será de fácil y libre acceso a través de las zonas comunes del edificio. Con unas dimensiones de 2,5 m ´ 1,5 m ´ 2,3 m. Desde el suelo a al parte baja del primer módulo de la centralización habrá 0,5 m, y la altura máxima desde el suelo hasta la parte alta del último módulo no será mayor de 1,80 m . Su puerta tendrá unas dimensiones de 0,8 por 2m, con cerradura normalizada. abrirá hacía el exterior.

Se instalará un tubo de 29 mm, mínimo hasta cada uno de los locales o por cada 50 m2 de superficie.  

         Estará constituida por varios módulos que contengan fundamentalmente:

-  El embarrado general.

-  Los cortacircuitos fusibles de seguridad.

-  Los aparatos de medida.

-  El embarrado de protección.

-  Los bordes de salida.

En nuestro cuarto de contadores tenemos que instalar 21 contadores monofásicos  destinados: 20 a viviendas y 1 contador para el garaje y 5 contadores trifásicos destinados: 4 contadores para los locales comerciales y 1 para el alumbrado de escalera y ascensor.

Para lo que montaremos: 3 columnas para contadores trifásicos

En uno de los módulo para contadores trifásicos sólo se montará el contador de escaleras y ascensor dejando los huecos de los contadores de locales comerciales hasta saber que tipo de local o pequeña industria se montará.

La envolvente será de material aislante de clase A, que cumplan las condiciones de autoextinguibilidad indicadas en la Norma UNE - 53.315. Siendo sus tapas transparentes e inalterables, a través de la cuál será posible efectuar la lectura y observar íntegramente los contadores.

Embarrado general:

El embarrado general será de cobre ( Cu ) con una sección de 70 mm2, con bornes de entrada con capacidad de admitir, una sección de 150 mm2 y 95 mm2 para el neutro. La intensidad nominal será de  250 A.

La envolvente de esta unidad funcional contendrá las bases de cortocircuitos debiendo ser bases del tipo Do2 Para 63 A, en las que alojaremos fusibles de 40 A.  colocados en cada uno de los hilos de las fases o polares que van al contador.

Cableado interior módulos contadores

 Según  Sevillana Norma ONSE 54.19-1C, de aplicación obligatoria desde Septiembre de 1995. Su sección será de 10 mm2 mínimo en cobre, tanto para el cableado interior en los módulos como para las derivaciones individuales.     

El embarrado para la conexión de los conductores de protección tendrá un borne que permitirá su puesta a tierra y estará previsto para la conexión de un conductor de cobre de 35 mm2, como mínimo

 

DERIVACIONES INDIVIDUALES

Parte de la instalación que enlaza el contador o contadores de cada abonado con los dispositivos privados de mando y protección.

Conductores:

Serán unipolares. Como mínimo tendrán la misma fase que el cableado interno de los módulos, tanto la fase, como el neutro y el de protección con tendrán una sección de  10 mm2.

Para suministro monofásico, estarán constituido por dos conductores de fase y uno de protección, Para suministro trifásicos , estarán constituido por tres conductores de fase, uno neutro y uno de protección.

Para el cálculo de su sección, se tendrá en cuenta, la demanda prevista de cada abonado.

La máxima caída de tensión será del 1%, para el caso de contadores totalmente concentrados.

 

Tubos:

Según MIE BT 014. Los tubos destinados a contener los conductores de una derivación individual, deberán ser de un diámetro nominal que permita ampliar la sección de los conductores inicialmente en un 50%.

Se alojarán en el interior de acanaladura en la caja de escalera.

Normas GASELEC. Los conductores constituidos de cada derivación individual irán protegidos en el interior de tubos aislante de PVC, autoextinguible, rígidos o flexibles, de grado mínimo de protección 7. de 29 mm2.

Es aconsejable disponer de algún tubo de reserva desde la centralización de contadores hasta las viviendas o locales, para una posible ampliación.

 

PUESTA A TIERRA

MIE BT 023. Dice: En toda nueva edificación se establecerá una toma de tierra de protección, instalando en el fondo de las zanjas de cimentación de los edificios un cable de cobre desnudo de una sección mínima de 35 mm2 , formando un anillo cerrado que circunde todo el edifico. A este anillo se conectarán electrodos verticales hincados en el terreno, unidos de la forma adecuada a la estructura metálica del edificio o cuando la cimentación de éste se haga a base de zapatas de hormigón armado, cierto número de hierros de los considerados principales y como mínimo uno por zapata.

A esta toma de tierra se conectarán todas las tuberías accesibles, destinadas a la conducción, distribución y desagüe de agua o gas del edificios, entre otra masas metálicas importantes existente en la zona de la instalación.

 

Elementos que la componen:

-  Electrodo

-  Línea de enlace con tierra

-  Punto de puesta a tierra

-  Línea principal de tierra

-  Derivaciones de la línea principal de tierra

-  Conductores de protección

 

Electrodo:

Difunden hacia el terreno las corrientes de defecto que puedan producirse.      Están constituidos por picas de acero cobreado de 2m de longitud y 14 mm de sección, también pueden ser de placas enterradas, mínimo de 2mm de espesor, superior a 0,5 m2, separadas 3 metros unas de otras ó conductores enterrados horizontalmente, pudiendo ser de: Cobre desnudo 35 mm2 de sección como mínimo, pletinas de cobre de 35 mm2 de sección y 2 mm de espesor, pletinas de acero galvanizado de 95 mm2 de sección y 3 mm de espesor.

 

Línea de enlace con tierra:

Formada por el conductor ( s ) que une el electrodo ( s ) con el punto de puesta a tierra, sección mínima 35 mm2 en cobre, con aislamiento de 1 KV.

 

Punto de puesta a tierra:

Constituida por un dispositivo de conexión que permite la unión entre  el conductor de la línea de enlace y principal de tierra.

 

Línea principal de tierra:

Parte del punto de puesta a tierra. Pueden instalarse en patios de luces o canalizaciones interiores. Su sección será de un mínimo de 16 mm2.

 

Derivaciones de la línea principal de tierra:

Unen la línea principal de tierra con la borne de donde se derivan los conductores de protección, ( Centralización de contadores, por embarrado de protección en la unidad funcional de bornas de salida ). Su sección será de 16 mm2

 

Conductores de protección:

Se conectan a las masas metálicas de los receptores, estableciendo así la conexión de las tomas de tierra. Su sección  de 10 mm2, metido por el mismo tubo que los restantes conductores.

 

RESISTENCIA DE TIERRA

MIE BT 039. El electrodo será dimensionado de forma que su resistencia de tierra, en cualquier circunstancia previsible, no sea superior al valor especificado para ella, en cada caso.

Este valor de resistencia de tierra será tal que cualquier masa no pueda dar lugar a tensiones de contacto superior a:

-  24 V en local o emplazamiento conductor.

-  50 V en los demás caso.

 

Naturaleza del terreno:

Terraplenes cultivables poco fértiles, caliza agrietadas.

Resistividad de 500 a 1000 Ω ´ m.

Conductor horizontal,  R = 2 ´ρ ¤ SL

Perímetro del terreno  15 + 15 + 15 + 15 = 60 m.

R = 2 ´ 800 ¤ 60 = 26,6 Ω

Conductor horizontal más pica: 

Rt = ρ ¤ L = 800 ¤ 2 = 400;     400 ´ 26,6 ¤ 400 + 26,6 = 24,9 Ω

 

Línea repartidora Intensidad nominal:

In = Qt / 1,73 ´ U ´ Cos _ = 131,1 KW / 1,73 ´ 380 ´0.85 = 234 A

In = 234 A

Protegida por los tres fusibles de 250 A  habidos en la C.G.P

 

Sección:

Según MIE BT 013. Para el calculo de la sección de los conductores de líneas repartidora destinadas a contadores totalmente concentrados, se tendrá en cuenta la máxima tensión admisible que será, del 0,5%. 

De donde: El 0,5% de 380 sería 1,9.   

Sección = 1,73´L´I´ρ/Ct = 1,73 ´ 20 ´ 234 ´0,017 =137.6/1,9 = 72.4 mm2

 

Sección = 72.4 mm2.

Esta sección de 72.4 mm2, pasaría a 95 mm2, según tabla 5, Sección que no nos vale puesto que soporta una carga máxima de 120 KW, y nuestro edificio 133,1 KW. Pasamos a una sección de 120 mm2, ya que puede soportar una carga de 140 KW. Pero una sección de 120 mm2, no soportaría una intensidad máxima de fusible superior a 200 A, así pues escogeremos una sección de 150 mm2 para los conductores de fase ya que según Normas de GASELEC soportaría con total garantía una intensidad nominal del fusible de 250 A  y 95 mm2 para el de protección.

Nos quedaría así: 3 ´ 150 mm2 + 1 ´ 95 mm2 Cu.

Caída de tensión  Ct = 1,73 ´ 20 ´ 234 ´ 0.017 = 137.6 / 150 = 0,9 V

Caída máxima abmisible 0,5%. Ct = 0,9 V < 1,9 V.

 

Cálculo de la intensidad y caída de tensión de las 12 viviendas de grado medio del 1º y 2º Piso. Caso más desfavorable:

U  = 22O V;   P = 5 KW;  S = 10 mm2;  L = 18 m.

I   = P / U  = 5000 W / 220 V  = 22,7 A.

          Ct = ρ ´ 2 ´ L ´ I / S  =  0,017 ´ 2 ´ 18 ´ 22,7 / 10 = 1,3 V.   

          Caída máxima abmisible 1%. Ct = 1,3 V < 2,2 V

Protección: Bases fusibles 22´58, Fu 40 A, antes del contador,  I.C.P 25 A, en viviendas.

 

        Cálculo de la intensidad y caída de tensión de las 8 viviendas de grado elevado del 3º y 4º Piso. Caso más desfavorable:

U   = 220 V; P = 8 KW ; S = 25 mm2; L = 40 m.

I    = P / U  = 8000 W / 220 V  = 36,3 A

Ct = ρ ´ 2 ´ L ´ I / S = 0,017 ´ 2 ´ 40 ´36,3 / 25 = 1,9 V

          Caída máxima abmisible 1%. Ct = 1,9 V < 2,2 V

Protección: Bases fusibles 22´58, Fu 40 A, antes del contador,  I.C.P 35 A, en viviendas.

 

Garaje:

Cálculo de la intensidad y caída de tensión

U  = 220 V; P = 1,44 KW ; S = 10 mm2; L = 30 m.

I   = P / U = 1440 W / 220 V = 6,5 A

          Ct = ρ ´ 2 ´ L ´ I / S = 0,017 ´ 2 ´ 30 ´ 6,5 / 10 = 0,6 V

          Caída máxima abmisible 1%. Ct = 0,6 V < 2,2 V

Protección: Bases fusibles 22*58, Fu 40 A, antes del contador, I.C.P 10 A. 

 

Locales comerciales:

Cálculo de la intensidad y caída de tensión

U = 380 V; P = 20 KW ; S = 16 mm2; L = 30 m.

I  = P / 1,73 ´ U ´ Cos _ ´ = 20000 W / 1,73 ´ 380 V ´ 0,85 = 35,8 A

          Ct = ρ ´ 1.73 ´ L ´ I ´  / S = 1,73 ´ 0,017 ´ 30 ´ 35,8 / 10 = 1,9 V

          Caída máxima abmisible 1%. Ct = 1,9 V < 2,2 V

Protección: Bases fusibles 22´58, Fu 63 A, antes del contador, I.C.P 40 A.

 

Ascensor:

U =380 V; P = 5060 W; S = 16 mm2; L = 40 m.

I   = P / 1,73 ´ U ´ Cos _ = 5060 W / 1,73 ´ 380 V ´ 0,85 = 9 A

         Ct =1.73 ´ ρ ´ L ´ I ´ 0,85 / S = 1,73 ´ 0,017 ´ 40 ´ 9 ´ 0,85 / 16 = 0,5 V

Protección: Bases fusibles 22´58, Fu 40 A, antes del contador, I.C.P 15 A.

 

Escalera:

U = 220 V; P = 3000 W; S = 16 mm2; L = 45 m.

I  = P / U = 3000 W / 220 V = 13,6 A

          Ct = ρ ´ L ´ 2 ´ I ´ / S =  0,017 ´ 45 ´ 2 ´ 13,6 ´ / 16 = 1,3 V

Protección: Bases fusibles 22´58, Fu 40 A, antes del contador, I.C.P 15 A.