Criterios de diseño de instalaciones eléctricas industriales (4ª PARTE)

Ver 3ª PARTE

Aparamenta de tierra

Las conexiones a tierra y las conexiones de equipos requieren una consideración especial, especialmente en relación con la seguridad del consumidor conectado en BT durante un cortocircuito a tierra en el sistema de MT.

Electrodos de tierra

Por lo general, es preferible, cuando sea físicamente posible, separar el electrodo de cierre para las partes metálicas de una instalación que no estén en tensión normalmente (cierre de protección) del electrodo previsto para la conexión a tierra del conductor neutro de BT. Se trata de una práctica común en los sistemas rurales, en los que el electrodo de tierra del conductor neutro de BT (cierre de servicio) se instala en uno o dos segmentos de la línea de distribución de BT separada de la subestación.

En la mayoría de los casos, el espacio limitado disponible en las subestaciones urbanas impide esta práctica, es decir, no hay posibilidad de separar un electrodo de AT lo suficiente de un electrodo de BT para evitar la transferencia de tensiones (posiblemente peligrosas) al sistema de BT.

Corriente de defecto a tierra

Los niveles de corriente de defecto a tierra a altas tensiones se pueden por lo general comparar (a menos que se restrinja deliberadamente) con los de un cortocircuito trifásico. Las corrientes que atraviesen un electrodo de tierra aumentarán su tensión a un valor elevado en relación con la “tierra remota” (la tierra que rodea al electrodo aumentará a un potencial elevado; la “tierra remota” tiene potencial cero). Por ejemplo, 10.000 A de corriente de defecto a tierra que atraviesan un electrodo con una resistencia (inusualmente baja) de 0,5 ohmios aumentará su tensión a 5.000 V.

Siempre y cuando todas las partes metálicas de la subestación estén conectadas todas juntas al electrodo de tierra, y éste tenga la forma de (o esté conectado a) una instalación de una malla de líneas de tierra que cubra todo el suelo de la subestación, no existe riesgo para el personal, puesto que esta distribución forma un sistema equipotencial en el que todo el material conductor, incluido el personal, están al mismo potencial.

Redes de distribución pública en pequeña y mediana industria (con líneas de BT dedicadas directas desde un centro de transformación de MT/BT)

Los consumidores industriales pequeños o medianos pueden recibir un suministro satisfactorio a baja tensión. En el caso de cargas que superen el límite máximo permitido de servicio de un distribuidor, normalmente se puede ofrecer un cable dedicado desde el cuadro de fusibles (o de interruptores) de distribución de BT, en el centro de transformación de servicio de electricidad.

Por lo general, el límite de carga superior que se puede suministrar por estos medios se limita únicamente por la capacidad disponible del transformador de repuesto en el CT.

Sin embargo, en la práctica:

• Las cargas grandes (por ejemplo > 300 kVA) requieren cables de gran longitud, de modo que, a menos que el centro de la carga se encuentre cerca del centro de transformación, este método puede que no resulte económico.
• Muchas empresas de servicios prefieren suministrar cargas que superen 200 kVA (esta cifra varía en función de los diferentes proveedores) a alta tensión. Por estos motivos, las líneas de suministro dedicado de BT generalmente se aplican (a 220/380 V y hasta 240/415 V) a una gama de cargas de 80 kVA a 250 kVA.

Entre los consumidores a los que se les suministra a baja tensión se incluyen los siguientes:

• Hogares domésticos.
• Establecimientos y edificios comerciales.
• Fábricas, talleres y estaciones de servicio de pequeño tamaño.
• Restaurantes.
• Granjas, etc.

Es obligatorio un interruptor automático de caja moldeada que incorpore una función protectora de defecto a tierra de corriente residual sensible en el origen de cualquier instalación de BT que forme parte de la aparamenta a tierra TT.

Otro motivo por el que es necesario este dispositivo es que el consumidor no puede superar su carga (contractual) máxima declarada, ya que el ajuste de disparo por sobrecarga, sellado por la autoridad encargada del suministro, cortará el suministro que se encuentre por encima del valor declarado. El consumidor puede cerrar o disparar libremente el interruptor, de modo que, si el interruptor se sobrecarga o se dispara sin querer, o debido a un defecto del dispositivo, los suministros se pueden restablecer rápidamente tras la corrección de la anomalía.

Dada la incomodidad tanto para el personal de la compañía suministradora como para el consumidor, actualmente los equipos de medida suelen ubicarse fuera de las instalaciones de diferentes modos:

• En una envolvente conforme a las normas de la empresa suministradora.
• En un espacio dentro de un edificio pero con la terminación de los cables y los fusibles de la empresa suministradora ubicado en un armario empotrado resistente a la intemperie y al que se puede acceder desde la vía pública.
• Para consumidores domésticos privados, el equipo se instala en un armario resistente a la intemperie montado verticalmente en un marco metálico en el jardín frontal, o empotrado en el muro divisor, y al que puede acceder el personal autorizado desde la acera.

Calidad de la tensión de suministro eléctrico

La calidad del suministro de la red de BT en su sentido más amplio implica lo siguiente:

• Cumplimiento de los límites reglamentarios de magnitud y de frecuencia.
• Libertad de fluctuación continua dentro de esos límites.
• Suministro ininterrumpido de alimentación, excepto en el caso de cortes programados por motivos de mantenimiento, o como resultado de defectos del sistema u otras emergencias.
• Conservación de una forma de onda casi sinusoidal.

Selección de arquitecturas de MT y BT

El diseño de una arquitectura de distribución eléctrica puede describirse a través de un proceso de tres fases, con posibilidades iterativas. En este proceso se tienen en cuenta las características de la instalación y los criterios que deben cumplirse.

Ver 5ª PARTE