Liñas de Distribución de Baixa Tensión e Requisitos de Distribución de Enerxía para Obra Civil

As liñas de distribución de baixa tensión refírense aos circuitos que, a través dun transformador de distribución, reducen a alta tensión de 10 kV ao nivel de 380/220 V, é dicir, as liñas de baixa tensión que van desde a subestación ata o equipo final de uso.

As liñas de distribución de baixa tensión deben terse en conta durante a fase de deseño das configuracións de cableado da subestación. Nas fábricas, para os talleres con unha demanda relativamente alta de potencia, adoitan instalarse subestacións de talleres dedicadas, onde os transformadores fornecen enerxía directamente a varias cargas eléctricas. Para os talleres con cargas menores, a enerxía provém directamente do transformador principal de distribución.

O deseño da disposición das liñas de distribución de baixa tensión basease na categoría, magnitude, distribución e características da carga. Xeralmente, hai dous tipos de métodos de distribución: radial e troncal (ou tipo árbore).

Os circuitos radiais ofrecen alta fiabilidade pero implican custos de investimento máis altos. Polo tanto, a distribución troncal adoita usarse máis comúnmente nos sistemas modernos de baixa tensión debido á súa maior flexibilidade—cando os procesos de produción cambian, non son necesarios grandes cambios no circuito de distribución. Así, o método troncal caracterízase por un menor custo e maior adaptabilidade. No entanto, en termos de fiabilidade do suministro de enerxía, é inferior ao método radial.

1.Tipos de Liñas de Distribución de Baixa Tensión

Hai dous métodos de instalación para as liñas de distribución de baixa tensión: colocación de cables e erección de liñas aéreas.

As liñas de cable están enterradas no subsolo, polo que están mínimamente afectadas por condicións naturais como o vento ou o xeo. Ademais, xa que non se ven fios por riba do suelo, melloran a estética urbana e o ambiente dos edificios. No entanto, as instalacións de cable implican custos de investimento máis altos e son máis difíciles de manter e reparar. As liñas aéreas teñen vantaxes e desvantaxes opostos. Polo tanto, a menos que existan requisitos especiais, adoitan usar liñas aéreas para a distribución de baixa tensión.

As liñas aéreas de baixa tensión adoitan usar postes de madeira ou concreto, con aislantes (botellas de porcelana) fixando os conductores sobre traviesas montadas nos postes. A distancia entre dous postes é aproximadamente de 30–40 metros dentro dos recintos fabriles e pode chegar a 40–50 metros en áreas abertas. A separación entre conductores é xeralmente de 40–60 centímetros. As rutas das liñas deben ser tan cortas e directas como sea posible, permitindo facilidade de instalación e mantemento.

1.1 Distribución de Enerxía nos Canteiros de Obras

As condicións de carga eléctrica nos canteiros de obras difiren das de plantas industriais regulares. A magnitude e a natureza das cargas varían co progreso do proxecto—por exemplo, nas etapas iniciais de construción adoitan usar maquinaria de transporte e arrastre, mentres que nas etapas posteriores poden usar máquinas de soldadura, etc. Polo tanto, a demanda total de enerxía do canteiro debe determinarse en función da carga máxima calculada da fase pico de construción.

O suministro de enerxía nos canteiros de obras é temporal. Todo o equipo eléctrico debe permitir unha instalación e desmantelamento rápidos. As subestacións no canteiro adoitan ser do tipo externo montado en poste. As liñas aéreas troncales adoitan usarse para o cableado. Ao erexir liñas, debe terse coidado de non obstruír o tráfico e asegurar a facilidade de instalación e remoción. Para proxectos subterraneos ou construción de túneles onde o espazo está limitado, a altura das liñas aéreas non pode cumprir os requisitos estándar de nivel do solo. 

Nestes casos, os circuitos de iluminación deben usar voltaxe extra baixa de seguridade (SELV) inferior a 36 V, mentres que as liñas de suministro de enerxía de 380/220 V para cargas de motores deben usar cables trifásicos de cuatro núcleos flexibles con boa aislación e resistencia á humidade. Os cables deben ser colocados segundo o progreso da construción e desconectados e removidos cando non se use para asegurar a seguridade.

1.2 Mínima Separación entre Conductores e Terreo

As liñas de distribución non deben cruzar techos feitos de materiais combustibles, nin preferiblemente edificios con techos resistentes ao fogo; se é inevitable, é necesario coordinar con as autoridades pertinentes. A separación vertical entre os conductores e os edificios, no máximo afundamento, non debe ser menor a 3 metros para liñas de 1–10 kV, e non menor a 2,5 metros para liñas inferiores a 1 kV.

Cando as liñas de distribución se crucen con liñas de comunicación (baixa tensión), as liñas de enerxía deben estar instaladas por riba das liñas de comunicación. A separación vertical no máximo afundamento non debe ser menor a 2 metros para liñas de 1–10 kV, e non menor a 1 metro para liñas inferiores a 1 kV.

2.Cuadros de Distribución nos Canteiros de Obras

Os cuadros de distribución nos canteiros de obras poden clasificarse en cuadros de distribución principais, cuadros de subdistribución fixos e cuadros de subdistribución móveis.

2.2 Cuadro de Distribución Principal

Se se usa un transformador independente, tanto o transformador como o subsecuente cuadro de distribución principal son instalados pola autoridade de suministro de enerxía. O cuadro de distribución principal contén un interruptor de circuito de baixa tensión principal, medidores de enerxía activa e reactiva, voltímetro, amperímetro, conmutador selector de voltagem e lámpanas indicadoras. Todos os circuitos secundarios no canteiro están conectados a cuadros de subdistribución situados a montante deste cuadro principal.

Se se usa un transformador montado en poste, tanto o cuadro de distribución principal como os de subdistribución están montados no poste, co fondo da caixa a polo menos 1,3 metros sobre o nivel do solo. Para transformadores maiores instalados en plataformas no solo, poden usarse armarios de equipamentos de interrupción. Os cuadros de subdistribución adoitan usar interruptores de circuito de baixa tensión da serie DZ. 

O interruptor principal seleccionase en función da corrente nominal do transformador, mentres que os circuitos de ramo usan interruptores de menor capacidade dimensionados segundo a corrente máxima nominal de cada circuito. Para circuitos con correntes pequenas, deben usarse dispositivos de corrente residual (DCR) (capacidade máxima do DCR: 200 A). O número de interruptores de ramo debe superar o número de ramos deseñados en un ou dous para servir como circuitos de repuxo. Os instrumentos de monitorización, como os amperímetros e os voltímetros, non se instalan nos quadros de distribución das obras.

Se se usa un transformador existente (non dedicado ao lugar), as funcións de distribución principal e secundaria integranse nunha única carcasa, coñecendo-se medidores de enerxía activa e reactiva. A partir do quadro de distribución principal, o sistema adopta a configuración TN-S trifásica de cinco fios, e a carcasa metálica do quadro de distribución debe conectarse ao condutor de terra de protección (PE).

2.3 Quadro de Subdistribución Fixo

Nas obras, a tenda de cabos fánse principalmente por enterramento directo, e o sistema de alimentación usa xeralmente unha configuración radial. Cada quadro de subdistribución fixo serve como o punto final do seu circuito de ramo e, polo tanto, xeralmente colócase preto do equipo eléctrico que alimenta.

A carcasa do quadro de subdistribución fixo está feita de chapa de acero fina, cunha cuberta á prova de auga. A base da caixa instálase a unha altura superior a 0,6 metros sobre o chan, soportada por patas de ángulo de acero. A caixa ten portas nos dous lados. Dentro, un panel aislante serve como base de montaxe para os compoñentes eléctricos. A caixa está equipada cun interruptor principal de 200-250 A - un DCR de catro polos - dimensionado segundo a corrente máxima nominal de todo o equipo conectado. 

Considerando a versatilidade, o deseño debe acomodar equipos comúns no lugar, como grúas de torre ou máquinas de soldar. Detrás do interruptor principal, instálanse varios interruptores de ramo (tamén DCR de catro polos), con capacidades combinadas segundo as valoracións típicas dos electrodomésticos - por exemplo, un DCR principal de 200 A con catro ramos: dous de 60 A e dous de 40 A. Debajo de cada DCR de ramo, instálanse porta-fusibles de porcelana para proporcionar un punto de desconexión visible e servir como terminais de equipo. Os bornes superiores dos fusibles conectanse aos bornes inferiores dos DCR, mentres que os bornes inferiores permanecen abertos para as conexións de equipos. Se é necesario, tamén se instalan interruptores monofásicos dentro da caixa para fornecer enerxía monofásica a electrodomésticos monofásicos.

Como punto final dun circuito de ramo, cada quadro de subdistribución fixo debe ter unha aterrazamento repetido para mellorar a fiabilidade da conexión de terra de protección.

Despois de que os conductores entren na caixa, o neutro (cero de traballo) conectase a un terminal de bloque. Os conductores de fase conectanse directamente aos bornes superiores do DCR. O condutor de terra de protección (PE) afíxase ao parafuso de aterramento na carcasa e conectase a un electrodo de aterramento repetido. Todos os conductores PE a montante deste quadro de distribución conectanse ao mesmo parafuso.

2.4 Quadro de Subdistribución Móbil

O quadro de subdistribución móbil ten a mesma configuración interna que o tipo fixo. Conéctase mediante un cabo flexible revestido de goma a un quadro de subdistribución fixo e moveuse o máis próximo posible ao equipo que atende - por exemplo, dende un andar inferior ata un nivel de construción superior. A caixa tamén usa DCR, pero con capacidades menores que as caixas fixas. Engádense interruptores e tomacorrientes monofásicos para fornecer enerxía monofásica a electrodomésticos monofásicos. A carcasa metálica debe conectarse ao condutor de terra de protección.