Els elements de protecció de les instal·lacions elèctriques , ja siguin d’ús comercial, industrial o d’habitatges. Tenen com a missió fonamental garantir el bon funcionament de les instal·lacions. Així com mantenir la seguretat dels usuaris i mantenir la integritat i bon funcionament dels conductors i receptors .
La seguretat per a les persones usuàries de les instal·lacions elèctriques és fonamental . I s’han de protegir de les anomalies o defectes que puguin sorgir en la instal·lació elèctrica, qualsevol que sigui la tensió de servei o ús.
Aquestes anomalies o defectes són derivades de curtcircuits, sobrecàrregues, sobretensions i defectes d’aïllament, com més endavant s’explicarà en detall.
Cal destacar que el reglament REBT en la seva instrucció ITC-BT-17 , ens especifica concretament els dispositius generals i individuals de comandament i protecció. Així com la composició i característiques dels quadres elèctrics de distribució d’on parteixen els circuits interiors de l’edifici, local o habitatge .
¿Que és un curtcircuit i com es protegeix la instal·lació?
La definició general d’un curtcircuit , és aquell que es produeix per una connexió accidental entre dos punts d’un circuit elèctric. Els quals tenen potencials diferents i impedància menyspreable.
Per protegir les instal·lacions i les persones dels curtcircuits normalment es fan servir els següents dispositius de protecció.
- Fusibles calibrats.
- Magnetotèrmics , PIAS, que són els interruptors automàtics.
A continuació veurem quins tipus hi ha i les seves característiques de tensió, amperatge i de com seleccionar-los.
¿Com protegim un circuit d’una sobrecàrrega?
Per poder protegir-nos d’una sobrecàrrega hem de conèixer la seva naturalesa i definició. El normal és que es produeixi una sobrecàrrega quan la intensitat de corrent que circula pel circuit augmenta considerablement. Les causes poden ser diverses però en general es deuen a una avaria o que tenim connectats molts aparells electrodomèstics o maquinària. Això produeix un increment de càrrega en la instal·lació.
Cada circuit de la instal·lació i els seus conductors s’han calculat i dimensionat per una intensitat de càrrega determinada.
Aquesta intensitat de corrent no es pot sobrepassar perquè és la càrrega de servei del circuit. En el cas de sobrepassar es produiria la sobrecàrrega, que es tradueix en un augment de la intensitat de corrent. Llavors per l’efecte Joule els cables conductors s’escalfarien i fins i tot es podria produir un incendi de naturalesa elèctrica.
Els cables conductors quan s’escalfen perden rendiment i també es deterioren més ràpidament. Per evitar aquestes sobrecàrregues es poden emprar uns dispositius per a protegir la instal·lació .Aquests dispositius són els següents:
- Fusibles calibrats
- Magnetotèrmics, PIAS.
- Relés tèrmics.
Tipus de sobretensions i com protegir-nos
La sobretensions no han de ser confoses amb les sobrecàrregues. Doncs la sobretensió com el seu nom indica, consisteix en un augment de la tensió de servei. La tensió de servei en BT pot ser monofàsica 230 V o trifàsica 400 V, que s’incrementa considerablement al produir-se la sobretensió.
Depenent de la naturalesa que origina la sobretensió, aquestes es poden classificar com sobretensions permanents o transitòries. Els elements de protecció elèctrica també seran diferents.
Un dels efectes no desitjats d’aquestes sobretensions és la de produir avaries en els electrodomèstics connectats a la xarxa. Així com qualsevol tipus de maquinària elèctrica fins i tot en l’estructura dels edificis si no es protegeixen contra el llamp i altres descàrregues elèctriques atmosfèriques. L’impacte directe d’un llamp sobre l’edifici el podria danyar considerablement.
La ITC-BT-23 de l’REBT ens indica en quines situacions s’ha de protegir contra les sobretensions ja siguin transitòries o permanents.
Resumint podríem definir les sobretensions per la seva durada, valor de tensió i estratègia de protecció. Veure taules 1 i 2.
| SOBRETENSIONS TRANSITÒRIES | ||
| DURADA | Curta durada | Alguns microsegons |
| VALOR TENSIÓ | Gran valor tensió | Alguns kV |
| PROTECCIÓ | L’estratègia de protecció és la derivació a terra i equipotenciació |
| SOBRETENSIONS PERMANENTS | ||
| DURADA | Llarga durada | De milisegons a hores |
| VALOR TENSIÓ | Moderat valor de tensió | Desenes de Volts |
| PROTECCIÓ | L’estratègia de protecció es el tall de subministrament. |
¿Què són els defectes d’aïllament i quines són les proteccions que tenim de fer servir?
Normalment els defectes d’aïllament ocorren entre els conductors i les parts metàl·liques dels aparells electrodomèstics, motors i altres equips elèctrics.
Aquests defectes d’aïllament en els conductors produeixen una derivació del corrent a parts de la instal·lació o algun aparell. Aquests defectes poden produir accidents fins i tot mortals en persones per contacte elèctric indirecte.
La protecció emprada en aquests casos és l’interruptor diferencial que ens protegeix de contactes indirectes. La següent taula 3, ens mostra les característiques dels ID més usualment utilitzats.
| Interruptor Diferencial ID | |
| Intensitat nominal | 25 , 40 , 63 A |
| Nombre de pols | 2 pols ( 230 V) . 4 pols ( 400 V) |
| Sensibilitat | 10 mA , 30 mA ( el més usual) , 300 mA |
| Classe | AC (normals ) , SI (super immunitzats) |
S’ha de tenir en compte que per obtenir una seguretat òptima per a les persones és necessari instal·lar una xarxa de terra ja sigui local o de tot l’edifici.
L’ús conjunt de l’interruptor diferencial i una xarxa de terra adequada, és la que protegirà les persones contra el contacte indirecte per falta d’aïllament. Aquest conjunt de ID més Terra limitarà la tensió de contacte en els aparells o masses metàl·liques que hagin entrat en tensió.
La taula 4 següent ens mostra les tensions màximes de contacte permeses segons el tipus de local.
| VALORS MÀXIMS DE TENSIÓ DE CONTACTE | |
| 24 V | Locals humits inclosos els habitatges |
| 50 V | En locals classificats com secs. |
Exemple dels elements de protecció d’un habitatge amb electrificació elevada
Es considera que un habitatge té un grau d’electrificació elevada, quan tenim un habitatge amb una previsió important d’electrodomèstics. Així com quan hi ha calefacció elèctrica, condicionament d’aire, automatització, gestió de l’energia i seguretat o quan la superfície útil de l’habitatge és superior a 160 m².
L’electrificació no serà inferior a 9,2 kW a 230 V (grau d’electrificació elevada). En els elements de protecció elèctrica , tindrà com a mínim dos interruptors diferencials amb els seus corresponents magnetotèrmics en cada circuit d’acord amb la normativa del reglament de REBT.
¿Quins elements instal·larem en el nostre quadre elèctric?
Els elements de protecció elèctrica del quadre elèctric a l’interior de l’habitatge constarà d’un IGA (Interruptor General Automàtic) de tall omnipolar i accionament manual. Intensitat de 40 A.
Per a un altre grau d’electrificació com pot ser la bàsica es posarà un IGA de 25 A d’intensitat nominal com a mínim, i dispositius de protecció contra sobrecàrregues i curtcircuits, si fos necessari d’acord amb la ITC-BT-23.
No cal posar un Interruptor de control de potència ICP però s’ha de tenir la previsió de poder posar-lo al quadre elèctric en el cas que ho demani la companyia elèctrica. En l’actualitat els comptadors són digitals i la companyia elèctrica controla la potència contractada de manera que ja no són necessaris els interruptors ICP-M.
També s’acoblarà el dispositiu de protecció contra sobretensions permanents i transitòries, d’acord amb la ITC-BT-23, en algunes comunitats autònomes és obligatori posar aquest dispositiu.
S’inclouran diversos interruptors diferencials ID per garantir la seguretat de les persones contra els contactes indirectes de tots els circuits, com a mínim posarem dos interruptors ID. En el cas de tenir una electrificació bàsica posarem un sol ID.
La intensitat residual del diferencial serà com a màxim de 30 mA i una intensitat nominal superior o igual que la de l’interruptor general automàtic.
S’instal·larà com a mínim un interruptor diferencial ID per cada 5 circuits instal·lats com a màxim.
Tipus de circuits i protecció magnetotèrmica
En els elements de protecció elèctrica de cada circuit constaran com a mínim de una protecció magnetotèrmica o PIA acord amb el tipus de circuit, i posarem les següents PIA amb un interruptor diferencial ID aigües amunt segons mostra la taula 5 següent:
| Circuit | Us | PIA A | Característiques |
| C1 | Enllumenat | 10 | Màx. 30 punts llum |
| C2 | Preses de corrent ús general i frigorífic | 16 | Màx. 20 Preses |
| C3 | Cuina , vitro i forn | 25 | |
| C4 | Rentadora, renta vaixelles, termo. | 20 | |
| C5 | Preses corrent bany i bases auxiliars de cuina. | 16 | Màx. 6 Preses |
En el nostre cas al tenir un grau d’electrificació elevada la qual és independent de la potència a contractar, es pot donar el cas de tenir un grau d’electrificació de 9,2 kW però una potència contractada menor.
S’instal·laran els següents circuits addicionals als anteriors i protegits com una agrupació per un interruptor diferencial ID aigües amunt.Segons la taula 6 següent.
| Circuit | Us | PIA A | Característiques |
| C6 | Enllumenat. | 10 | Circuit addicional tipus C1 per cada 30 punts llum. |
| C7 | Preses corrent ús general i superfície > 160 m2. | 16 | Màx. 20 Preses corrent. |
| C8 | Calefacció elèctrica. | 25 | Només si hi ha calefacció elèctrica. |
| C9 | Aire condicionat . | 25 | Només si hi ha previsió d’instal·lar. |
| C10 | Assecadora independent. | 16 | Si hi ha previsió d’instal·lar. |
| C11 | Automatització. | 10 | Gestió energia i seguretat. |
| C12 | Circuits addicionals tipus C3, C4 o C5. | 25 | Quan preses de corrent excedeixin de 6. |
La seguretat de les persones és el primer.
Finalment ,cal esmentar que la seguretat de les persones és el primer que s’ha de tenir en consideració. En els elements de protecció elèctrica instal·lats, és obligatori tenir en tots els tipus d’instal·lacions un Interruptor Diferencial com a mínim, el qual té com a missió interrompre la tensió en el circuit quan es produeixi una derivació de corrent en la instal·lació o en algun aparell elèctric. D’aquesta manera s’evitarà qualsevol accident de les persones per contacte elèctric.
S’ha de tenir en compte que aquesta protecció per interruptors ID és independent de les proteccions per fusibles i magnetotèrmics per la qual cosa s’han de tenir instal·lats.
No ens podem oblidar que una bona posada a terra és també obligatòria . Aquesta posta a terra ens limita la tensió que respecte al terra puguin presentar en un moment donat la masses metàl·liques dels electrodomèstics. Això assegura la protecció que ens ofereix el Interruptor Diferencial contra els contactes indirectes.
L’interruptor diferencial no funcionarà correctament si no tenim un bon terra instal·lat, amb el risc associat per a la seguretat de les persones.