Línies d'Alimentació en Baixa tensió i Requisits de Distribució Elèctrica per a Obres

Les línies de distribució de baixa tensió es refereixen als circuits que, a través d'un transformador de distribució, redueixen la alta tensió de 10 kV al nivell de 380/220 V, és a dir, les línies de baixa tensió que van des de la subestació fins a l'equipament final d'ús.

Les línies de distribució de baixa tensió haurien de tenir-se en compte durant la fase de disseny de les configuracions de cablatge de la subestació. En les fàbriques, per a tallers amb una demanda de potència relativament elevada, sovint s'instal·len subestacions dedicades, on els transformadors suministren energia directament a diversos càrrecs elèctrics. Per a tallers amb càrrecs més petits, l'energia es suministra directament des del transformador principal de distribució.

El disseny de la disposició de les línies de distribució de baixa tensió es basa en la categoria, magnitud, distribució i característiques del càrrec. Generalment, hi ha dos tipus de mètodes de distribució: radial i troncal (o en forma d'arbre).

Els circuits radials ofereixen una gran fiabilitat, però comporten un cost d'inversió més elevat. Per tant, la distribució troncal és més comuna en els sistemes moderns de baixa tensió degut a la seva major flexibilitat—quan canviïn els processos de producció, no són necessaris grans canvis en el circuit de distribució. Així, el mètode troncal presenta un menor cost i una major adaptabilitat. No obstant això, en termes de fiabilitat de subministrament, és inferior al mètode radial.

1.Tipus de Línies de Distribució de Baixa Tensió

Hi ha dos mètodes d'instal·lació per a les línies de distribució de baixa tensió: enterrament de cables i instal·lació de línies aèries.

Les línies de cable estan enterrades, cosa que les fa menys afectades per condicions naturals com el vent o la neu. A més, ja que no hi ha fils visibles a la superfície, milloren l'estètica urbana i l'entorn dels edificis. No obstant això, les instal·lacions de cables involucren un cost d'inversió més elevat i són més difícils de mantenir i reparar. Les línies aèries tenen avantatges i desavantatges contraris. Per tant, a menys que hi hagi requisits especials, generalment es fan servir línies aèries per a la distribució de baixa tensió.

Les línies aèries de baixa tensió solen utilitzar postes de fusta o de cement, amb aïllants (ampolles de porcellana) que fixen els conductors a braços transversals muntats en els postes. La distància entre dos postes és aproximadament de 30-40 metres dins dels recinte industrials i pot arribar a 40-50 metres en àrees obertes. L'espai entre els conductors és normalment de 40-60 centímetres. Els traçats de les línies haurien de ser tan curts i directes com sigui possible, permetent una instal·lació i manteniment fàcils.

1.1 Distribució d'Energia Elèctrica en Obres de Construcció

Les condicions de càrrec elèctric en obres de construcció difereixen de les d'usines industrials regulars. La magnitud i la naturalesa dels càrrecs varien segons el progrés del projecte—per exemple, en les primeres etapes de construcció, s'utilitza principalment maquinària de transport i carregament, mentre que en etapes posteriors, podrien utilitzar-se màquines de soldadura, etc. Per tant, la demanda total d'energia del lloc hauria de determinar-se basant-se en el càrrec màxim calculat de la fase pico de construcció.

El subministrament d'energia en obres de construcció és temporal. Tot l'equipament elèctric hauria de permetre una instal·lació i desmuntatge ràpids. Les subestacions al lloc són preferiblement de tipus exterior muntat en postes. Les línies aèries troncals són comunes per a la cablagat. Quan s'elevein les línies, cal tenir cura de no obstruir el trànsit i assegurar-se de la facilitat d'instal·lació i eliminació. En projectes soterranis o construccions de túnels on l'espai és limitat, l'alçada de les línies aèries no pot complir amb els requisits estàndards de nivell de terra. 

En aquests casos, els circuits d'enllumenat han d'utilitzar una tensió extra baixa de seguretat (SELV) inferior a 36 V, mentre que les línies de subministrament de 380/220 V per a càrrecs de motors haurien d'utilitzar cables trífasicos cuatrifílics flexibles amb bona aïllament i resistència a l'humitat. Els cables haurien de ser enterrat segons el progrés de la construcció i desconnectats i eliminats quan no s'utilitzin per assegurar la seguretat.

1.2 Mínima Separació Entre Conductors i Terra

Les línies de distribució no haurien de creuar teulats fets de materials combustibles, ni haurien de creuar preferiblement edificis amb teulats ignífugs; si és inevitable, cal coordinar-se amb les autoritats corresponents. La separació vertical entre els conductors i els edificis, a la màxima flaccidessa, hauria de ser d'almenys 3 metres per a línies de 1–10 kV, i d'almenys 2,5 metres per a línies inferiors a 1 kV.

Quan les línies de distribució intersequen amb línies de comunicació (baixa tensió), les línies d'energia haurien d'estar instal·lades sobre les línies de comunicació. La separació vertical a la màxima flaccidessa hauria de ser d'almenys 2 metres per a línies de 1–10 kV, i d'almenys 1 metre per a línies inferiors a 1 kV.

2.Cabines de Distribució en Obres de Construcció

Les cabines de distribució en obres de construcció es poden classificar en cabines de distribució principals, cabines de distribució secundàries fixes i cabines de distribució secundàries mòbils.

2.2 Cabina de Distribució Principal

Si s'utilitza un transformador independent, tant el transformador com la cabina de distribució principal posterior s'instal·len per l'autoritat de subministrament d'energia. La cabina de distribució principal conté un interruptor automàtic de baixa tensió principal, comptadors d'energia activa i reactiva, voltímetre, amperímetre, commutador selector de tensió i llums indicadores. Tots els circuits ramificats al lloc de construcció estan connectats a cabines de distribució secundàries situades a la part inferior d'aquesta cabina principal.

Si s'utilitza un transformador muntat en poste, tant la cabina de distribució principal com les secundàries són muntades en el poste, amb la part inferior de la cassetta a almenys 1,3 metres sobre el nivell del terra. Per a transformadors més grans instal·lats en plataformes al terra, es poden utilitzar armari de commutació tancats. Les cabines de distribució secundàries solen utilitzar interruptors automàtics de baixa tensió de la sèrie DZ. 

El disjuntor principal s'escull en funció de la corrent nominal del transformador, mentre que els circuits secundaris utilitzen disjuntores de menor capacitat, dimensionats segons la corrent màxima nominal de cada circuit. Per als circuits amb petites corrents, s'han d'utilitzar dispositius diferencials residuari (DDR) (capacitat màxima del DDR: 200 A). El nombre de disjuntores de circuits secundaris hauria de superar el nombre de branques dissenyades en una o dues unitats per servir com a circuits de reserva. Instruments de monitoratge com ampermetres i voltmetres no es col·loquen a les taules de distribució del lloc de treball.

Si es fa servir un transformador existent (no dedicat al lloc), les funcions de distribució principal i secundària s'integren en un sol armari, amb l'afegit de comptadors d'energia activa i reactiva. Des de la taula de distribució principal endavant, el sistema adopta la configuració tri-fàsica cinc fils TN-S, i la carcassa metàl·lica de la taula de distribució ha de connectar-se al conductor de terra protector (PE).

2.3 Taula de Subdistribució Fixa

Als llocs de treball, la disposició del cablat es fa principalment per enterrament directe, i el sistema d'abastament elèctric típicament utilitza una configuració radial. Cada taula de subdistribució fixa serveix com a punt final del seu circuit secundari i, per tant, sovint es col·loca a prop de l'equipament elèctric que alimenta.

La carcassa de la taula de subdistribució fixa està feta de full d'acer fin, amb un teulada a prova d'aigua. La part inferior de la caixa es col·loca a una alçada superior a 0,6 metres sobre el nivell del terra, suportada per peus d'angle d'acer. La caixa té portes als dos costats. Dins, un panell aïllant serveix com a base de muntatge per als components elèctrics. La caixa està equipada amb un interruptor principal de 200-250 A, un DDR de quatre pols, dimensionat segons la corrent màxima nominal de tot l'equipament connectat. 

Considerant la versatilitat, el disseny hauria d'acomodar l'equipament comú del lloc com grues de torre o màquines de soldadura. Darrere de l'interruptor principal, es col·loquen diversos interruptors de branques (també DDR de quatre pols), amb capacitats combinades segons les classificacions típiques d'aparells, per exemple, un DDR principal de 200 A amb quatre branques: dues a 60 A i dues a 40 A. Sota cada DDR de branques, es col·loquen porta fusibles de porcellana per proporcionar un punt de desconnectat visible i servir com a terminals d'equipament. Els terminals superiors dels fusibles es connecten als terminals inferiors dels DDR, mentre que els terminals inferiors romandran oberts per les connexions d'equipament. Si cal, també es col·loquen interruptors monofàsics a l'interior de la caixa per alimentar aparells monofàsics.

Com a punt final d'un circuit secundari, cada taula de subdistribució fixa ha de tenir un aterra repetit per augmentar la fiabilitat de la connexió de terra protectora.

Després que els conductors entren a la caixa, el conductor neutre (zero de treball) es connecta a un bloc terminal. Els conductors de fase es connecten directament als terminals superiors del DDR. El conductor de terra protector (PE) es clava al torniller de terra de la carcassa i es connecta a un electrode d'aterrament repetit. Tots els conductors PE posteriors d'aquesta taula de distribució es connecten al mateix torniller.

2.4 Taula de Subdistribució Mòbil

La taula de subdistribució mòbil té la mateixa configuració interna que la fixa. Es connecta a través de cable flexible revestit de goma a una taula de subdistribució fixa i es mou tan a prop com sigui possible de l'equipament que serveix, per exemple, d'un pis inferior a un nivell de construcció superior. La caixa també utilitza DDR, però amb capacitats menors que les caixes fixes. S'afegeixen interruptors i prises monofàsiques per proporcionar energia monofàsica per a aparells monofàsics. La carcassa metàl·lica ha de connectar-se al conductor de terra protector.