Caja General de Protección
La instalación eléctrica de enlace de un edificio comienza en la caja general de protección (CGP), marcando el límite de propiedad entre la compañía suministradora de electricidad y las instalaciones de los abonados.
La CGP alberga los elementos de protección de las líneas generales de alimentación (LGA). La normativa específica para la CGP está detallada en la Instrucción Técnica Complementaria ITC-BT-13 del Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT).
La caja general de protección protege a la LGA de posibles cortocircuitos y sobrecargas, previniendo daños a la red de distribución que podrían ser provocados por fallos en la instalación de enlace del edificio.
Además del REBT, es importante consultar los manuales técnicos específicos de la compañía eléctrica suministradora, como el manual MT 2.80.12 de Iberdrola, de “Especificaciones particulares para instalaciones de enlace”.
La CGP desempeña un papel fundamental en el cálculo de las instalaciones de enlace, asegurando la protección y funcionalidad de la instalación interior.
Índice
- Tipos y Características de las Cajas Generales de Protección
- Emplazamiento e Instalación de las CGP
- Cálculo del Número de Cajas Generales de Protección
- Fusibles de la Caja General de Protección
- Esquemas de las Cajas Generales de Protección
- Función y Distribución de una Caja General de Protección
- Cajas de Protección y Medida
Tipos y Características de las Cajas Generales de Protección
Las CGP se clasifican principalmente según las especificaciones técnicas de las empresas suministradoras de electricidad, que deben ser aprobadas por la Administración Pública competente.
Están diseñadas con una serie de características técnicas para cumplir con su función de manera segura:
● Cortacircuitos fusibles: en el interior de las CGP se instalan cortacircuitos fusibles en todos los conductores de fase o polares. Estos fusibles deben tener un poder de corte al menos igual a la corriente de cortocircuito prevista en el punto de instalación.
El neutro está constituido por una conexión amovible situada a la izquierda de las fases (cuando la CGP está en posición de servicio), facilitando su mantenimiento y sustitución. Además, el neutro dispone de un borne de conexión para su puesta a tierra si es necesario.
● Materiales y construcción: las CGP se suelen fabricar con poliéster autoextinguible, reforzado con fibra de vidrio, lo que proporciona resistencia mecánica y durabilidad, además de seguridad contra incendios.
Las tapas de las CGP están aseguradas con tornillos de cabeza triangular de 11 mm de lado, dificultando el acceso no autorizado y mejorando la seguridad.
Emplazamiento e Instalación de las CGP
La normativa que regula la instalación y emplazamiento de las CGP está contenida principalmente en el Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT), específicamente en la ITC-BT-13, y en normativas específicas de empresas suministradoras como el manual técnico MT 2.80.12 de Iberdrola.
Acceso y Actuación sobre la Caja General de Protección
Es importante tener en cuenta que los usuarios, a través de un instalador electricista autorizado, tienen acceso y pueden actuar sobre la CGP y las conexiones con la línea general de alimentación (LGA). No obstante, es obligatorio que se realice una comunicación previa a la empresa suministradora antes de llevar a cabo cualquier intervención.
Emplazamiento de la Caja General de Protección
De acuerdo a la normativa, el lugar en el cual se ubicarán las CGP tiene que cumplir con lo siguiente:
● Fachadas exteriores: en el caso habitual de emplazamiento de la CGP:
– Las CGP deben instalarse preferentemente sobre las fachadas exteriores de los edificios, en lugares de acceso libre y permanente. Esta ubicación debe ser acordada entre la propiedad y la empresa suministradora.
– La situación elegida debe estar lo más próxima posible a la red de distribución. Además, debe estar alejada o protegida de otras instalaciones como agua, gas, teléfono, etc., según las ITC-BT-06 y ITC-BT-07.
– Si la fachada no linda con la vía pública, la CGP debe situarse en el límite de las propiedades públicas y privadas. Incluso si el edificio tiene un Centro de Transformación (CT) interno, la CGP debe instalarse en la fachada para facilitar la reposición del servicio.
● Edificios con Centro de Transformación (CT): en edificios con un CT interior, los fusibles del cuadro de baja tensión CT pueden utilizarse como protección de la LGA, asumiendo la función de la CGP. En este caso, la empresa suministradora es responsable de la propiedad y el mantenimiento de la protección.
● Acometida subterránea: las CGP deben instalarse empotradas en un nicho de pared cerrado con una puerta metálica o de materiales ignífugos, protegida contra la corrosión y con cerradura normalizada por la empresa suministradora. La puerta debe estar a una altura mínima de 40 cm sobre el suelo, aumentando esta altura en zonas propensas a inundaciones.
● Acometida aérea: las CGP pueden instalarse empotradas en la pared o montadas superficialmente a una altura entre 3 y 4 metros sobre el suelo. Si la CGP contiene también el equipo de medida y es para un solo usuario, debe estar a una altura entre 0,70 y 1,80 metros.
● Transición de red aérea a subterránea: en zonas con prevista transición de red aérea a subterránea, la CGP debe ubicarse como si se tratara de una acometida subterránea.
Instalación de la Caja General de Protección dentro de Nicho
En el caso habitual de instalarse la CGP empotrada en un nicho de pared se deberá tener en cuenta lo siguiente:
● Nicho de instalación: solo se pueden alojar 1 o 2 CGP en el mismo nicho, y debe haber una caja para cada línea general de alimentación (LGA). Si se requieren más de 2 CGP, se deben considerar soluciones técnicas adicionales acordadas con la empresa suministradora.
Para la entrada de acometidas subterráneas, cada nicho debe tener al menos 2 orificios para los conductos, con un diámetro mínimo nominal de 11 cm. Estos conductos serán de las características establecidas por la ITC-BT-21 para canalizaciones empotradas.
Deben estar inclinados desde el fondo del nicho hasta la vía pública y deben sellarse en ambos extremos una vez instalados los conductores. En el caso de que no se usen en primera instancia, deberán ser taponados.
● Puerta y bastidor: la puerta y el bastidor deben ser metálicos, protegidos contra la corrosión o hechos de materiales ignífugos con un grado de protección IK 10. La puerta debe tener una cerradura normalizada por Iberdrola y un mecanismo retenedor para mantenerla abierta durante el trabajo.
La puerta debe tener un espesor mínimo de 2 mm y estar tratada mediante galvanizado, revestida exteriormente según las características del entorno. En la parte frontal, debe llevar un símbolo de riesgo eléctrico grabado o metálico, de forma no extraíble.
Cálculo del Número de Cajas Generales de Protección
En la normativa de Iberdrola, las potencias máximas admisibles en las CGP trifásicas se calculan considerando un factor de potencia de 0,9. La siguiente tabla muestra las potencias máximas admisibles en las CGP trifásicas que instala habitualmente Iberdrola (MT 2.80.12).
El número mínimo de CGP a disponer será el resultado de dividir la potencia total prevista PT para el edificio entre la potencia admisible por caja PCGP, según el tipo de CGP seleccionado.
Ejemplo: Si la potencia total prevista para un edificio es de 200 kW y se selecciona la CGP de 250 A con una potencia máxima admisible de 155 kW, ¿Qué número mínimo de CGP necesario?
Dado que no es posible instalar una fracción de una CGP, se redondea al siguiente número entero, por lo que se necesitarían 2 CGP.
Fusibles de la Caja General de Protección
Según la norma NI 76-50-01 de Iberdrola, las CGP utilizadas en sus instalaciones tienen capacidades de hasta 400 A. A continuación, se detallan las principales especificaciones de los fusibles utilizados en las CGP:
– Bases unipolares cerradas (BUC): las CGP de Iberdrola disponen de bases unipolares cerradas BUC, que son componentes diseñados para alojar fusibles de baja tensión (BT). Estas bases pueden ser de tamaños 00, 1 o 2, según el tipo de CGP normalizada.
– Fusibles de cuchillas: los fusibles utilizados en estas CGP son del tipo cuchillas, normalizados según las especificaciones de Iberdrola (NI 76.01.01). Estos fusibles están diseñados para interrumpir el circuito en caso de sobrecarga o cortocircuito.
– Dispositivo extintor de arco: contienen un material granular (arena de cuarzo) que absorbe la energía del arco eléctrico cuando el fusible se funde, enfriándolo rápidamente y extinguiéndolo.
– Poder de Corte: tienen un poder de corte muy elevado, que suele ser de 50, 80 y 120 kA.
Los fusibles de cuchillas normalizados empleados en estas CGP son:
Esquemas de las Cajas Generales de Protección
El esquema de la Caja General de Protección a utilizar dependerá de las necesidades del suministro solicitado y del tipo de red de alimentación, siendo determinado por la empresa suministradora.
Iberdrola determinará el tipo de CGP adecuado para cada edificio, considerando las características de la acometida, la potencia prevista para la línea general de alimentación y su ubicación.
Las CGP normalizadas por Iberdrola, según la norma NI 76.50.01, se clasifican en 5 tipos:
En la tabla siguiente se indican las CGP normalizadas, número y tamaño de los cortacircuitos fusibles. Asimismo, se muestra el calibre máximo (Imáx) de los fusibles a instalar.
El significado de las siglas que conforman la designación es el que se indica en la siguiente tabla:
Función y Distribución de una Caja General de Protección
En el caso de una alimentación subterránea, la CGP puede estar diseñada para permitir tanto la entrada como, opcionalmente, la salida de la línea de distribución. En este sentido, según la función que realiza una CGP dentro de la red de distribución eléctrica, podemos clasificarlas como:
● CGP en punta: también conocidas como CGP terminales, son aquellas que marcan el final de la acometida eléctrica. La línea de distribución de la empresa distribuidora llega hasta esta CGP y desde esta ya no se distribuye a otras CGP, sino que se deriva directamente a los circuitos y cargas de la instalación.
Las CGP-1, CGP-7 y CGP-9 son en punta: entra la acometida, pero no sale para seguir distribuyendo.
● CGP de paso: también conocidas como CGP intermedias, son aquellas que sirven como punto de paso para la acometida eléctrica. En otras palabras, la línea de distribución de la empresa distribuidora entra a esta CGP y luego continúa hacia otras CGP o puntos de consumo.
Las CGP-10 y CGP-11 son de paso: entra la acometida y sale para seguir distribuyendo a otras CGP.
Cajas de Protección y Medida
Para los suministros destinados a un único usuario o a dos usuarios alimentados desde el mismo punto, conforme a los esquemas de la Instrucción ITC-BT-12, y al no existir una línea general de alimentación, es posible simplificar la instalación utilizando un único elemento que combine la caja general de protección y el equipo de medida. Este elemento se denomina caja de protección y medida (CPM).
En cuanto a su emplazamiento e instalación, se aplican las mismas indicaciones que para las CGP, con la excepción de que no se permite el montaje superficial. Si no es posible instalar la CPM en un nicho practicado en la pared, deberá ubicarse en un armario prefabricado de hormigón.
Los dispositivos de lectura de los equipos de medida deben estar instalados a una altura del suelo entre 0,7 m y 1,80 m. Los fusibles de protección deben estar a una altura mínima de 0,30 m del suelo.
La CPM utilizada debe corresponder a uno de los tipos recogidos en las especificaciones técnicas de la empresa suministradora y aprobadas por la Administración Pública competente, en función del número y naturaleza del suministro. Para más detalles sobre los tipos y designaciones, se puede consultar la norma Iberdrola NI 42.72.00.
Las CPM deben ser precintables y disponer de una envolvente con la ventilación interna necesaria para evitar la formación de condensaciones. El material transparente utilizado para la lectura debe ser resistente a la acción de los rayos ultravioleta.
En las siguientes figuras se muestran 2 modelos de CPM de Iberdrola: el modelo CPM1-D2-M para un contador monofásico multifunción con discriminación horaria y el modelo CPM3-D2/2-M para 2 contadores monofásicos multifunción con dispositivo de discriminación horaria.
Ambos modelos cuentan con bases unipolares cerradas BUC de tamaño 00 y 160 A, conforme a la norma NI 42.72.00.
Ejercicios Resueltos de Cajas Generales de Protección
A continuación, se presentan 2 ejercicios resueltos para determinar la Caja General de Protección normalizada de un edificio:
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