La finalidad de la red de suministro de energía eléctrica es garantizar la disponibilidad de ésta en cada uno de los puntos de consumo en las condiciones establecidas, asegurando a su vez la protección de la instalación y de las personas. Toda la red de distribución de energía eléctrica deberá cumplir con el Real Decreto 842/2002, de 2 de agosto, por el que se aprueba el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión, y sus instrucciones técnicas complementarias (ITC) BT.
Esta red parte desde el cuadro general de baja tensión (situado en el edificio de transformación), hacia los cuadros secundarios de distribución situados en cada uno de los edificios y naves de la planta, y de éstos a cada uno de los puntos de consumo. Anterior al cuadro general de baja tensión se encuentran el transformador de potencia y los demás equipos de protección y maniobra característicos. El transformador de potencia realiza una variación en la tensión de suministro hasta la tensión trifásica normalizada de consumo (400 V).

El procedimiento a seguir está definido por el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT), el cual exige que la sección de los conductores se calcule mediante dos métodos:
   a) Intensidad máxima admisible de la conducción.
   b) Comprobación de la caída de tensión.
Por tanto, el procedimiento a seguir es el siguiente:

1. Cálculo de la intensidad de corriente circulante:
* Línea monofásica (fase-neutro):

Donde:
I: intensidad, A
P: potencia mayorada, W
U: tensión, 230 V
Cosφ: factor de potencia (1 para alumbrado, 0.8 para motores y 0.9 para otros usos)  
* Línea trifásica (tres fases más neutro):

En este caso U = 400 V.
Para el cálculo de la intensidad, se ha de sobredimensionar la potencia en un 80 % las instalaciones de alumbrado y en un 25 % las instalaciones de motores.
Para las tomas de corriente se tomará la mitad de la intensidad máxima admisible en cada caso. Puesto las tomas de corriente monofásicas son de 16 A y las de corriente trifásica de 32 A, la intensidad de diseño será de 8 A para las primeras y 16 A para las segundas.
2. Cálculo de la sección del conductor:
* Línea monofásica (fase-neutro):

Donde:
S: sección del conductor, mm2
r: resistividad del conductor, W×mm2/m
L: longitud del conductor, m
DU: caída de tensión en el elemento más lejano, V.
* Línea trifásica (tres fases más neutro):

Respecto a la caída de tensión el REBT establece lo siguiente: “Para instalaciones industriales que se alimenten directamente en alta tensión mediante un transformador de distribución propio, se considerará que la instalación interior de baja tensión tiene su origen en la salida del transformador. En este caso las caídas de tensión máximas admisibles serán del 4,5 % para alumbrado y del 6,5 % para los demás usos.”
Por tanto, la caída de tensión admisible para los diferentes usos será la siguiente:
            Alumbrado (230 V): 10.35 V
            Motores (400 V): 26 V
            Tomas de corriente monofásicas (230 V): 14.95
            Tomas de corriente trifásicas (400 V): 26 V
La sección del conductor neutro será la especificada en la instrucción ITC-BT-07, en función de la sección de los conductores de fase o polares de la instalación.
3. Por último, se toma la sección de conductor normalizada inmediatamente superior a la calculada y se comprueba si admite la intensidad calculada. Si no es así, se toma la sección de conductor normalizada cuya intensidad máxima admisible sea inmediatamente superior a la calculada. La sección de los conductores de distribución a los cuadros secundarios será como mínimo de 6 mm2 y a los puntos de consumo de 1.5 mm2.

Desde la acometida de alta tensión hasta todos los puntos de consumo, los elementos de protección de la red eléctrica deben proteger la propia instalación y la seguridad de las personas.
Aparte de los elementos de protección que forman parte del centro de transformación, tenemos los siguientes elementos de protección:

A. INTERRUPTOR MAGNETOTÉRMICO: Es un interruptor automático para la protección contra sobreintensidades. En motores se empleará un interruptor regulable en intensidad (guardamotor).

B. INTERRUPTOR DIFERENCIAL: Es un interruptor automático para la protección contra contactos indirectos.

Los interruptores magnetotérmicos y diferenciales se elegirán de entre los estándares comerciales según la intensidad que circule por ellos y la protección requerida.

C. PUESTA A TIERRA: Es la unión eléctrica directa, sin fusibles ni protección alguna, de una parte del circuito eléctrico o de una parte conductora no perteneciente al mismo, mediante una toma de tierra con un electrodo o grupos de electrodos enterrados en el suelo. Existen dos tipos:

1. Puesta a tierra de protección: Es la conexión directa a tierra de las partes conductoras de los elementos de una instalación no sometidos inicialmente a tensión eléctrica, pero que pudieran ser puestos a tensión por averías o contactos accidentales, a fin de proteger las personas contra tensiones peligrosas.

2. Puesta a tierra de servicio: Es la conexión que tiene por objeto unir a tierra temporalmente parte de las instalaciones que están normalmente bajo tensión, o permanentemente ciertos puntos de los circuitos eléctricos en servicio.

Se conectarán a tierra los siguientes puntos:

• Las tomas de corriente, y las masas metálicas correspondientes en aseos y baños (red equipotencial).

• Las bombas y en general todo elemento metálico importante.

• Las estructuras metálicas, así como las armaduras de los muros y soportes de hormigón.

Una vez que se han calculado las potencias y secciones empleadas es necesario evaluar la red de tierras necesarias para obtener un valor de resistencia a tierra inferior a 37 ohmios, legalmente establecido por el correspondiente reglamento.
Para ello es necesario conocer el tipo de terreno en el que se ubica la instalación y la resistividad equivalente en Ω·m.
Con la siguiente expresión se evalúa la longitud total de picas necesaria:

L = Φ / R

Donde:
            L: longitud total de picas, m.
            Φ: resistividad equivalente, Ω·m.
            R: resistencia a tierra, 37 Ω.
Según lo establecido por la normativa vigente, la separación entre ellas ha de ser como mínimo igual a la longitud enterrada de las mismas, aconsejándose un mínimo de 4 m.

 

Bibliografía:

* Manual teórico-práctico de instalaciones en baja tensión, Schneider Electric (2006).
* Real Decreto 842/2002, de 2 de agosto, por el que se aprueba el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión. [Picha aquí para descargarlo o visita la sección Documentos].