Trabajo Fin de Grado Grado en Ingeniería Eléctrica · Instalaciones de Puesta a Tierra (PaT) ... Cálculo de la resistencia del sistema de tierra de protección ... Interconexión

ESCUELA TCNICA SUPERIOR

DE INGENIERA INDUSTRIAL

Trabajo Fin de Grado

Grado en Ingeniera Elctrica

PROYECTO DE INSTALACIN ELCTRICA DE UN

TNEL DE AUTOPISTA

PROJECT OF ELECTRICAL INSTALLATION OF A HIGHWAY TUNNEL

Autor: Neel Marck Vargas Eufracio

Tutores: Norberto Redondo Melchor

Roberto C. Redondo Melchor

Septiembre 2017

1

INDICE I. MEMORIA ........................................................................................................... 12

A. Introduccin y objeto del proyecto ................................................................... 13

a. Objeto ........................................................................................................... 13

b. Peticionario ................................................................................................... 13

c. Emplazamiento ............................................................................................. 14

B. Normativa aplicada .......................................................................................... 14

C. Necesidades y prestaciones de las instalaciones requeridas .......................... 16

D. Soluciones adoptadas ..................................................................................... 16

E. Plazo y diagrama de ejecucin ........................................................................ 19

F. Resumen de presupuesto................................................................................ 20

G. Conclusin a la Memoria y firma ...................................................................... 21

II. ANEJO DE MEDIA TENSIN .............................................................................. 22

A. INTRODUCCIN Y OBJETO .......................................................................... 23

B. CARACTERSTICAS GENERALES DE LA INSTALACIN ............................. 23

C. CENTROS DE SECCIONAMIENTO (C.S.) ..................................................... 26

a. Emplazamiento ............................................................................................. 27

b. Caractersticas principales del CS tipo .......................................................... 27

c. Edificio prefabricado del CS tipo ................................................................... 28

d. Celdas de alta tensin .................................................................................. 29

1. De Lnea ................................................................................................................... 29

2. De Medida ............................................................................................................... 30

3. De Remonte ............................................................................................................. 31

e. Instalaciones de Puesta a Tierra (PaT) para el CS ....................................... 31

1. Resistividad media del terreno ............................................................................... 31

2. Clculo de la resistencia del sistema de tierra de proteccin (masas) ................... 31

3. Clculo de la intensidad de defecto y tensin de defecto a tierra .......................... 32

4. Clculo de las tensiones de paso ............................................................................. 33

5. Clculo de las tensiones de contacto ...................................................................... 33

6. Diseo del electrodo ............................................................................................... 34

7. Materiales a utilizar ................................................................................................. 34

f. Contabilizacin de consumos. Tipo y ubicacin de contadores..................... 35

D. LNEAS SUBTERRNEAS DESDE C.S. HASTA C.T. ................................... 35

a. Clculos elctricos ........................................................................................ 37

1. Intensidad de Cortocircuito ..................................................................................... 37

2. Intensidades de cortocircuito admisibles en las pantallas ...................................... 37

2

3. Cada de tensin ...................................................................................................... 38

4. Prdida de Potencia ................................................................................................ 39

E. CENTRO DE TRANSFORMACIN (C.T.) ....................................................... 40

a. Emplazamiento y caractersticas del recinto ................................................. 40

b. Celdas de alta tensin .................................................................................. 42

1. De conmutacin automtica ................................................................................... 42

2. De proteccin de transformador ............................................................................ 43

c. Transformador .............................................................................................. 44

d. Interconexin celda transformador ............................................................. 46

e. Fusibles limitadores de M.T. ......................................................................... 46

f. Interconexin transformador Cuadro Baja Tensin (CBT) .......................... 47

g. Instalaciones de Puesta a Tierra (PaT) para el CT ....................................... 47

1. Clculo de la resistencia del sistema de tierra de proteccin (masas) ................... 47

2. Clculo de la intensidad y la tensin de defecto a tierra ........................................ 48

3. Clculo de las tensiones de paso ............................................................................. 49

4. Clculo de las tensiones de contacto ...................................................................... 50

5. Diseo del electrodo y verificacin de resultados .................................................. 50

6. Puesta a tierra del neutro del transformador ......................................................... 51

7. Separacin entre puestas a tierra ........................................................................... 53

8. Materiales a utilizar ................................................................................................. 53

h. Materiales de seguridad y de primeros auxilios ............................................ 53

F. CONCLUSIN Y FIRMA ................................................................................. 55

III. ANEJO DE BAJA TENSIN ............................................................................. 56


B. NORMATIVA APLICADA................................................................................. 57

C. CARACTERSTICAS GENERALES DE LA INSTALACIN ............................. 57

a. Clasificacin de los locales ........................................................................... 57

b. Previsin de cargas ...................................................................................... 58

D. RECINTO DE PROTECCIN Y CONTROL ....................................................... 59

a. Descripcin de la instalacin ........................................................................ 59

b. Lneas generales de alimentacin ................................................................ 59

1. Canalizaciones ......................................................................................................... 61

c. Cuadro general de mando y protecciones (C_GMP) ..................................... 61

d. Disposiciones especiales para los locales clasificados ................................. 62

e. Puesta a tierra .............................................................................................. 62

f. Alumbrado interior ordinario y de emergencia ............................................... 63

g. LOGO! SIEMENS ......................................................................................... 63

3

E. RECINTO DE GRUPO ELECTRGENO Y SAI .................................................. 64

a. Descripcin de la instalacin ........................................................................ 64

b. Grupo electrgeno ........................................................................................ 65

1. Caractersticas generales ......................................................................................... 65

2. Protecciones elctricas y puestas a tierra ............................................................... 66

3. Sistema de conmutacin ......................................................................................... 67

4. Suministro de combustible...................................................................................... 68

5. Gases de escape ...................................................................................................... 68

c. Sistema de alimentacin ininterrumpida (SAI) .............................................. 69



3. Sistema de conmutacin ......................................................................................... 71

d. Bateras de condensadores para correccin del factor de potencia .............. 71



e. Disposiciones especiales para los locales clasificados ................................. 72

f. Alumbrado interior ordinario y de emergencia ............................................... 73

G. CLCULOS ELCTRICOS ............................................................................. 73

a. Mtodo de clculo de intensidades admisibles y cadas de tensin .............. 73

b. Mtodo de clculo de seccin por corriente cortocircuito .............................. 74

c. Resultados obtenidos ................................................................................... 78

H. CONCLUSIN Y FIRMA ................................................................................. 79

IV. ANEJO DE VENTILACIN Y CONTROL DE INCENDIOS............................... 80



C. VENTILACIN PARA DILUCIN DE CO ........................................................ 81

a. Ventilacin longitudinal: caudales ................................................................. 81

1. Caudal Tnel Sur ...................................................................................................... 81

2. Caudal Tnel Norte.................................................................................................. 81

b. Seleccin y ubicacin de ventiladores .......................................................... 81

1. Ventiladores Tnel Sur ............................................................................................ 82

2. Ventiladores Tnel Norte ........................................................................................ 82

D. EXTRACCIN DE HUMOS DE INCENDIO Y CONTROL DEL CALOR .......... 83

a. Ubicacin y caudales de los pozos de extraccin ......................................... 83

b. Seleccin de ventiladores extractores........................................................... 84

c. Circuitos para la ventilacin y extraccin ...................................................... 85

E. ALIMENTACIN Y CONTROL DE VENTILACIN Y EXTRACCIN .............. 85

4

a. Componentes del sistema de deteccin ....................................................... 85

1. Detectores: tipos y ubicacin .................................................................................. 85

2. Centralita: caractersticas principales ..................................................................... 89

b. Caractersticas generales de la instalacin: canalizaciones y conductores ... 92

1. Cableado de alimentacin ....................................................................................... 92

2. Cableado de control y deteccin ............................................................................. 93

F. CONCLUSIN Y FIRMA ................................................................................. 94

V. ANEJO DE ALUMBRADO INTERIOR ................................................................. 95



C. DISEO LUMINOTCNICO ............................................................................ 96

a. Niveles de iluminacin requeridos. ............................................................... 96

b. Distribucin del alumbrado segn niveles requeridos ................................... 96

c. Luminarias del alumbrado de seguridad/emergencia .................................... 97

d. Lmparas y equipos auxiliares. Luminarias .................................................. 98

e. Distribucin y posicin de las luminarias en los Tneles ............................... 99

f. Sistemas de encendido y apagado ............................................................. 100

D. CRITERIOS DE EFICIENCIA ENERGTICA PARA EL DISEO, EXPLOTACIN Y MANTENIMIENTO ................................................................... 102

a. Criterios de eficiencia en el diseo del nuevo alumbrado............................ 102

1. Factor de utilizacin .............................................................................................. 102

2. Factor de mantenimiento y flujo ........................................................................... 103

3. Eficiencia de las lmparas y equipos auxiliares ..................................................... 103

4. Eficiencia de las luminarias ................................................................................... 104

5. Niveles de iluminacin alcanzados ........................................................................ 104

6. Deslumbramientos ................................................................................................ 106

b. Calificacin energtica de la instalacin ..................................................... 106

1. Eficiencia energtica de la instalacin .................................................................. 106

2. ndice de eficiencia energtica .............................................................................. 107

3. ndice de consumo energtico .............................................................................. 107

4. Categora energtica asignada .............................................................................. 108

c. Valoracin del consumo elctrico esperado ................................................ 108

E. CLCULOS LUMINOTCNICOS .................................................................. 108

a. Nivel de alumbrado nocturno ...................................................................... 110

b. Nivel de alumbrado diurno .......................................................................... 111

c. Nivel de alumbrado para da nublado ......................................................... 115

d. Alumbrado de seguridad ............................................................................. 117

5

e. Alumbrado interior ...................................................................................... 119

F. INSTALACIN ELCTRICA .......................................................................... 119

a. Lneas ............................................................................................................ 119

1. Canalizaciones ....................................................................................................... 119

2. Conductores activos y de puesta a tierra .............................................................. 122

b. Clculos elctricos ......................................................................................... 136

1. Mtodo de clculo de intensidades admisibles y cadas de tensin .................... 136

2. Resultados obtenidos, circuito de Iluminacin ..................................................... 139

G. CONCLUSIN Y FIRMA ............................................................................... 142

VI. ANEJO DE GESTIN DE RESIDUOS DE LA CONSTRUCCIN .................. 143

A. INTRODUCCIN Y OBJETO DEL ANEJO.................................................... 144

B. NORMATIVA APLICADA............................................................................... 144

C. IDENTIFICACIN DE RESIDUOS Y CANTIDADES ..................................... 144

D. MEDIDAS PARA LA REDUCCIN DE RESIDUOS EN OBRA...................... 145

E. Reutilizacin, valorizacin o eliminacin de residuos de obra ........................ 147

a. Medidas de Reutilizacin Previstas ............................................................ 147

b. Medidas de Valoracin de los Residuos Generados ................................... 147

F. MEDIDAS PARA LA SEPARACIN DE RESIDUOS EN LA OBRA .............. 147

a. Medidas de Segregacin in situ Previstas ................................................ 147

G. CONCLUSIN Y FIRMA ............................................................................... 149

VII. ANEJO DE CLCULOS ................................................................................. 150

VIII. PLIEGO DE CONDICIONES .......................................................................... 159

A. PLIEGO DE CONDICIONES GENERALES................................................... 160

a. Normativa a aplicar ..................................................................................... 160

b. Replanteo de la obra .................................................................................. 160

c. Caractersticas y obligaciones del contratista ............................................. 161

1. Seguridad pblica .................................................................................................. 161

2. Seguridad en el trabajo ......................................................................................... 161

d. Control de la obra y Libro de rdenes ......................................................... 162

1. Datos de la obra .................................................................................................... 162

2. Organizacin .......................................................................................................... 162

3. Subcontratacin de obras ..................................................................................... 163

4. Mejoras y variaciones del proyecto ...................................................................... 163

5. Recepcin del material .......................................................................................... 163

6. Libro de rdenes ................................................................................................... 164

e. Aceptaciones parciales y certificaciones peridicas .................................... 164

f. Recepcin de la instalacin ........................................................................ 164

6

g. Plazo de garanta ....................................................................................... 165

B. PLIEGO DE CONDICIONES PARTICULARES ............................................. 165

a. Condiciones aplicables a la ejecucin y certificacin de las instalaciones de media tensin .................................................................................................... 165

1. Objeto .................................................................................................................... 165

2. Normas de carcter general .................................................................................. 166

3. Normas de carcter tcnico .................................................................................. 166

4. Normas de carcter general .................................................................................. 167

5. Formas de presentacin de las obras .................................................................... 167

6. Acondicionamiento para colocacin del C.T y C.S................................................. 167

b. Condiciones aplicables a la ejecucin y certificacin de las instalaciones de baja tensin ....................................................................................................... 170

1. Objeto y campo de aplicacin ............................................................................... 170

2. Ejecucin del trabajo ............................................................................................. 170

3. Materiales ............................................................................................................. 181

4. Recepcin de obra ................................................................................................. 181

c. Condiciones aplicables a la ejecucin y certificacin de la instalacin de ventilacin y extraccin ...................................................................................... 182

d. Condiciones aplicables a la ejecucin y certificacin de la instalacin de alumbrado interior .............................................................................................. 183

1. Condiciones generales........................................................................................... 183

2. Condiciones tcnicas para la ejecucin y montaje de instalaciones elctricas en

baja tensin ................................................................................................................... 188

3. Conductores .......................................................................................................... 190

C. CONCLUSIN Y FIRMA ............................................................................... 196

IX. SEGURIDAD Y SALUD .................................................................................. 197

A. CARACTERSTICAS RELEVANTES DE LAS OBRAS .................................. 198

a. Descripcin de los trabajos ......................................................................... 198

b. Coste, plazo de ejecucin y mano de obra necesaria ................................. 198

c. Documento de seguridad y salud requerido en fase de proyecto ................ 198

B. PELIGROS DETECTADOS Y RIESGOS ASUMIDOS ................................... 198

a. Peligros generales ...................................................................................... 198

b. Peligros especficos de cada fase de la obra .............................................. 199

c. Riesgo de daos a terceros ........................................................................ 204

C. MEDIDAS DE PREVENCIN PARA AMINORAR RIESGOS ........................ 204

a. Medidas generales ..................................................................................... 204

1. Introduccin .......................................................................................................... 204

2. Obligacin del empresario .................................................................................... 204

7

b. Medidas especficas para cada fase de la obra .......................................... 208

c. Medidas frente al riesgo de daos a terceros ............................................. 217

D. CONCLUSIN Y FIRMA ............................................................................... 218

X. PLANOS ............................................................................................................ 219

XI. MEDICIONES Y PRESUPUESTO ................................................................. 259

A. PRESUPUESTO DESGLOSADO .................................................................. 260

B. CUADRO RESUMEN DEL PRESUPUESTO ................................................. 271

C. NOMBRE Y FECHA ...................................................................................... 271

8

INDICE DE ILUSTRACIONES Ilustracin 1: Perfil calzada Tunel Sur ......................................................................... 16 Ilustracin 2:Diagrama de ejecucuin ......................................................................... 19 Ilustracin 3: Unifilar de MT ........................................................................................ 24 Ilustracin 4: Emplazamiento Centro de Seccionamiento (C.S.) en entrada del Tnel

Sur y Salida del Tnel Norte ....................................................................................... 27 Ilustracin 5: Centros de maniobra y seccionamiento CMS. 15 .................................. 28 Ilustracin 6: CMS Dimensiones de Excavacin ......................................................... 29 Ilustracin 7: Caractersticas -Celda de Lnea CGMCOSMOS-L................................. 30 Ilustracin 8: Caractersticas -Celda de medida CGMCOSMOS-M ............................. 31 Ilustracin 9:Caractersticas -Celda de medida CGM-3RB .......................................... 31 Ilustracin 10: Puesta a Tierra para C.S. .................................................................... 34 Ilustracin 11: Medidas de canalizacin subterrnea para cables de media tensin y

circuito de alumbrado exterior de tneles A=35cm, H=70cm ...................................... 36 Ilustracin 12: Ubicacin de Caseta Prefabricada para C.T. en medio del Tnel ........ 40 Ilustracin 13: Dimensiones de excavacin para CT ................................................... 42 Ilustracin 14: Celda de Conmutacin automtica NSM-1 y dimensiones ................... 43 Ilustracin 15: Celda de Proteccin del Transformador DM1-C y dimensiones ........... 44 Ilustracin 16: Transformador JARA 1000 kVA ........................................................... 45 Ilustracin 17: Dimensiones Fusible (FLA-P 24/40), D=442mm .................................. 47 Ilustracin 18: Configuracin puesta a tierra de proteccin CT masas ........................ 51 Ilustracin 19: Tierra de Proteccin Neutro del CT ...................................................... 52 Ilustracin 20: Cuadros, subcuadros y armarios ......................................................... 59 Ilustracin 21: Caractersticas del conductor RZ1-K ................................................... 60 Ilustracin 22: Conexin LOGO! SIEMENS ................................................................ 64 Ilustracin 23: Dimensiones Grupo Electrgeno ......................................................... 66 Ilustracin 24: Programacin LOGO! Vigilancia de red- Conmutador- Iluminacin de

Emergencia ................................................................................................................ 67 Ilustracin 25: Conmutador OMD 300 ......................................................................... 68 Ilustracin 26: Tubo flexible para gases de escape ..................................................... 69 Ilustracin 27: SAI LEGRAND 310460 ........................................................................ 70 Ilustracin 28: Batera de condensadores ................................................................... 72 Ilustracin 29: Mxima cada de tensin para alumbrado y fuerza .............................. 74 Ilustracin 30: Dimensiones y Pesos de los Ventiladores ........................................... 83 Ilustracin 31: Ubicacin y numeracin de los ventiladores ........................................ 83 Ilustracin 32: Ubicacin y numeracin de los extractores .......................................... 84 Ilustracin 33: Dimensiones del Extractor ................................................................... 85 Ilustracin 34: Detector de humo y temperatura SecuriStar MCD 573X-SP ................ 87 Ilustracin 35: Detector de CO RS485 ........................................................................ 89 Ilustracin 36: Ubicacin y nombre de detectores CO y TH - Vista Planta .................. 89 Ilustracin 37: Programacin LOGO! Ventilacin y Extraccin -Sur ............................ 91 Ilustracin 38: Programacin LOGO! Ventilacin y Extraccin -Norte ......................... 91 Ilustracin 39: Escalones de iluminacin para tnel Norte y Sur vista planta ........... 97 Ilustracin 40: Luminaria para Emergencia y/o Seguridad LED- BGP490 LLM3200/840

I DTS 9007 ................................................................................................................. 97 Ilustracin 41: Luminaria para Emergencia y/o Seguridad permanente 662433 B65LED

................................................................................................................................... 98 Ilustracin 42: Luminaria para iluminacin a lo largo del tnel ECO226-3S/757.......... 98 Ilustracin 43: Luminaria para iluminacin exterior al tnel BGP322 T35 .................... 99

9

Ilustracin 44: Programacin LOGO! Iluminacin da, nublado, noche y exterior del

tnel .......................................................................................................................... 101 Ilustracin 45: Programacin LOGO! Iluminacin de emergencia y conmutador ....... 101 Ilustracin 46: Salida Sur y Entrada Norte perfil derecho ....................................... 109 Ilustracin 47: Distribucin de LED- BGP322 t35 (luminarias exteriores del tnel con su

respectiva numeracin - Vista planta ........................................................................ 110 Ilustracin 48: LED- BGP322 t35 (Luminarias exteriores) perfil izquierdo .............. 111 Ilustracin 49: Perfil de luminancias por zonas a lo largo del tnel ............................ 111 Ilustracin 50: Comparacin de Luminancia Requerida y Obtenida- Nivel DA (Soleado)

SUR .......................................................................................................................... 114 Ilustracin 51: Comparacin de Luminancia Requerida y Obtenida- Nivel Da (Soleado)

NORTE ..................................................................................................................... 115 Ilustracin 52: Comparacin de Luminancia Requerida y Obtenida- Nivel Nublado SUR

................................................................................................................................. 116 Ilustracin 53: Comparacin de Luminancia Requerida y Obtenida- Nivel Nublado

NORTE ..................................................................................................................... 117 Ilustracin 54: Distribucin de Flow LED- BGP490 LLM3200/840 I DTS 9007

(luminarias nivel Seguridad) a lo largo de los tneles y pasillos de evacuacin vista

planta ........................................................................................................................ 118 Ilustracin 55:Distribucin y numeracin para las luminarias B65LED LVS2 (alumbrado

de emergencia permanente)-vista planta ................................................................. 118 Ilustracin 56: Distribucin de Flow LED- BGP490 LLM3200/840 I DTS 9007

(luminarias interiores) vista planta .......................................................................... 119 Ilustracin 57:Distribucin de ECO226-3S/757(luminarias principales) con sus

respectivas numeraciones - vista planta ................................................................... 122

10

INDICE DE TABLAS

Tabla 1: Densidades mximas de corriente para Lnea desde CS hasta CT ............... 37 Tabla 2: Intensidad de cortocircuito en pantalla para Lnea desde CS hasta CT......... 38 Tabla 3: Resistencia y reactancia para el conductor que va desde CS hasta CT ........ 39 Tabla 4: Caractersticas elctricas para el transformador en el CT ............................. 45 Tabla 5: Caractersticas elctricas para conductor desde Celda hasta Transformador 46 Tabla 6:Eleccin Fusible Limitador M.T. (FLA-P 24/40) .............................................. 46 Tabla 7: Caractersticas elctricas para conductor desde Transformador hasta CBT . 47 Tabla 8: Impedancias equivalentes para cada nivel de tensin tipo de puesta a tierra 48 Tabla 9: Previsin de cargas ....................................................................................... 58 Tabla 10: Caractersticas elctricas de conductor desde CBT hasta C_GMP ............. 61 Tabla 11: Caractersticas del Grupo electrgeno ........................................................ 65 Tabla 12: Caractersticas elctricas del conmutador ................................................... 68 Tabla 13: Caractersticas de tubo para gases de escape ........................................... 69 Tabla 14: Caractersticas elctricas del SAI ................................................................ 70 Tabla 15: Coeficiente para obtener var necesario de batera de condensadores ........ 71 Tabla 16: Caractersticas del conductor para la batera de condensadores ................ 71 Tabla 17: Caractersticas de batera de condensadores ............................................. 72 Tabla 18: Caractersticas de Ventilador para Tnel Sur .............................................. 82 Tabla 19: Ubicacin de los Ventiladores JZR 7-22/7 para el Tnel Norte ................... 82 Tabla 20: Caractersticas de Extractor para Tnel Sur y Norte ................................... 84 Tabla 21: Eleccin de superficie mnima de vigilancia de los detectores de calor ....... 86 Tabla 22: Eleccin de superficie mnima de vigilancia de los detectores de humo ...... 86 Tabla 23: Caractersticas de detectores de humo y temperatura SecuriStar MCD 573X-

SP ............................................................................................................................... 87 Tabla 24: Posicin de luminarias por escalones- Sur .................................................. 99 Tabla 25: Posicin de luminarias por escalones- Norte ............................................. 100 Tabla 26: Clasificacin de tipo de va ........................................................................ 102 Tabla 27: Clase de alumbrado .................................................................................. 102 Tabla 28: Luminancia alcanzada por zona y escaln - Tnel Sur Nivel DA (soleado)

................................................................................................................................. 104 Tabla 29: Luminancia alcanzada por zona y escaln - Tnel Sur Nivel NUBLADO ... 104 Tabla 30: Luminancia alcanzada por zona y escaln - Tnel Sur Nivel NOCHE ....... 104 Tabla 31: Luminancia alcanzada por zona y escaln - Tnel Sur Nivel EMERGENCIA

................................................................................................................................. 105 Tabla 32: Luminancia alcanzada por zona y escaln - Tnel Norte DA ................... 105 Tabla 33: Luminancia alcanzada por zona y escaln - Tnel Norte NUBLADO ........ 105 Tabla 34: Luminancia alcanzada por zona y escaln - Tnel Norte NOCHE ............. 105 Tabla 35: Luminancia alcanzada por zona y escaln - Tnel Norte EMERGENCIA .. 106 Tabla 36: Consumo anual de alumbrado .................................................................. 108 Tabla 37: Distancia de seguridad .............................................................................. 108 Tabla 38: Luminancia necesaria y obtenida - Zona Umbral Nivel DA (Soleado)

Tnel Sur y Norte ...................................................................................................... 113 Tabla 39: Luminancia necesaria y obtenida - Zona Transicin Nivel DA (Soleado)

Tnel Sur y Norte ...................................................................................................... 113 Tabla 40: Luminancia necesaria y obtenida - Zona Interior y Salida Nivel DA

(Soleado) Tnel Sur y Norte ................................................................................... 114

11

Tabla 41: Luminancia necesaria y obtenida por Zonas y Escalones - Nublado Tnel

Sur ............................................................................................................................ 116 Tabla 42: Luminancia necesaria y obtenida por Zonas y Escalones - Nublado Tnel

Norte ......................................................................................................................... 116 Tabla 43: Posicin de las luminarias de emergencia a lo largo de cada tnel ........... 118 Tabla 44: Factor de correccin por agrupamiento ..................................................... 136 Tabla 45: intensidad de cortocircuito admisible para cable de 25 mm2 termoplstico

................................................................................................................................. 138 Tabla 46: Caractersticas de los circuitos Iluminacin en Tnel Sur .......................... 139 Tabla 47: Caractersticas de los circuitos iluminacin en Tnel Norte ...................... 140 Tabla 48: Caractersticas de los circuitos en el exterior del Tnel ............................. 141 Tabla 49: Caractersticas de los circuitos en pasillos de evacuacin y recintos

interiores ................................................................................................................... 141 Tabla 50: Cuadro General de Mando y Proteccin ................................................... 151 Tabla 51: Cuadro de Alumbrado Sur ......................................................................... 151 Tabla 52: Icc y protecciones C_ALUM_SUR ............................................................. 152 Tabla 53: Cuadro de Alumbrado Norte ..................................................................... 153 Tabla 54: Icc y protecciones C_ALUM_NOR ............................................................ 154 Tabla 55: Cuadro SAI ............................................................................................... 154 Tabla 56: Icc y protecciones C_SAI .......................................................................... 155 Tabla 57: Cuadro de Extraccin ................................................................................ 157 Tabla 58: Icc y protecciones C_EXTRACCIN ........................................................ 157 Tabla 59: Cuadro de Ventilacin ............................................................................... 158 Tabla 60: Icc y protecciones C_VENTILACIN ........................................................ 158

I.MEMORIA

12

I. MEMORIA

I.MEMORIA

13

A. Introduccin y objeto del proyecto

En los documentos que se presentan en el proyecto se recogen todos los datos y

caractersticas de diseo que han sido obtenidos como resultado de los clculos

desarrollados en los mismos.

I: MEMORIA

II: ANEJO DE MEDIA TENSIN

III: ANEJO DE BAJA TENSIN

IV: ANEJO DE VENTILACIN Y CONTROL DE INCENDIOS

V: ANEJO DE ALUMBRADO INTERIOR

VI: ANEJO DE GESTIN DE RESIDUOS DE LA CONSTRUCCIN

VII: ANEJO DE CLCULOS

VIII: PLIEGO DE CONDICIONES

IX: SEGURIDAD Y SALUD

X: PLANOS

XI: MEDICIN Y PRESUPUESTO

a. Objeto

El objeto del presente Trabajo Fin de Grado titulado Proyecto de Instalacin elctrica

de un tnel de autopista es la construccin y puesta en funcionamiento de las

instalaciones proyectadas. Con este TFG se pretende simular un proyecto de la vida

profesional, llevando a cabo el dimensionamiento y valoracin adecuada las

instalaciones elctricas de distribucin de la energa elctrica en media y baja tensin

de los suministros elctricos a cada uno de los elementos destinados a la construccin

de un tnel en una autopista que consta de dos tubos, uno para cada sentido de la

circulacin, as como, dotacin de iluminacin de las proximidades de acceso a los

tneles mediante su pertinente alumbrado exterior.

b. Peticionario

El presente TFG se redacta por encargo de la Escuela Tcnica Superior de Ingeniera Industrial de Bjar, con el objeto de servir desde el punto de vista acadmico, al alumno Neel Marck Vargas Eufracio, para la obtencin del ttulo de Grado en Ingeniera Elctrica, cumpliendo la normativa vigente y a peticin del rea de Ingeniera Elctrica. Siendo los tutores del presente documento los profesores Norberto Redondo Melchor y Roberto C. Redondo Melchor.

I.MEMORIA

14

c. Emplazamiento

El tnel se encuentra en la autova A-50, del trmino Municipal de CRESPOS-VILA,

ms detalles en anejo de planos.

B. Normativa aplicada

Para la redaccin de este proyecto se han tenido en cuenta los siguientes

Reglamentos/Normativas Oficiales:

Real Decreto 1627/1997 de 24 de octubre de 1.997, sobre Disposiciones

mnimas de seguridad y salud en las obras.

Real Decreto 485/1997 de 14 de abril de 1997, sobre Disposiciones mnimas

en materia de sealizacin de seguridad y salud en el trabajo.

Real Decreto 1215/1997 de 18 de julio de 1997, sobre Disposiciones mnimas

de seguridad y salud para la utilizacin por los trabajadores de los equipos de

trabajo.

Real Decreto 773/1997 de 30 de mayo de 1997, sobre Disposiciones mnimas

de seguridad y salud relativas a la utilizacin por los trabajadores de equipos

de proteccin individual.

Disposiciones mnimas para la proteccin de la salud y seguridad de los

trabajadores frente al riesgo elctrico (R.D. 614/2001 de 8 de junio de 2001,

publicado en el BOE de 21 de junio de 2001).

Real Decreto 105/2008, de 1 de Febrero, por el que se regula la produccin y

gestin de los residuos de construccin y demolicin.

Real Decreto 223/2.008, de 15 de febrero por el que se aprueban el

Reglamento sobre Condiciones Tcnicas y Garantas de Seguridad en Lneas

Elctricas de Alta Tensin y sus Instrucciones Tcnicas Complementarias.

Real Decreto 337/2014, de 9 de mayo, por el que se aprueban el Reglamento

sobre condiciones tcnicas y garantas de seguridad en instalaciones elctricas

de alta tensin y sus Instrucciones Tcnicas Complementarias ITC-RAT 01 a

23.

Real Decreto 1890/2008, de 14 de noviembre, por el que se aprueba el

Reglamento de eficiencia energtica en instalaciones de alumbrado exterior y

sus Instrucciones tcnicas complementarias EA-01 a EA-07.

CIE 88:2004 GUIDE FOR THE LIGHTING OFROAD TUNNELS AND

UNDERPASSES

Recomendaciones para la Iluminacin de Carreteras y Tneles (Ministerio de

Fomento 1999)

Ley de Carreteras de Castilla y Len.

Condiciones impuestas por los Organismos Pblicos afectados.

Ordenanzas municipales del ayuntamiento donde se ejecute la obra.

I.MEMORIA

15

Condicionados que puedan ser emitidos por organismos afectados por las

instalaciones.

Ley 21/1992, de 16 de julio de Industria.

Ley 6/2014, de 12 de septiembre, de Industria de Castilla y Len. (BOCyL

19/09/2014)

Gua de aplicacin de pararrayos autovlvulas UNESA.

NTE-IEP. Norma tecnolgica del 24-03-73, para Instalaciones Elctricas de

Puesta a Tierra.

Cualquier otra normativa y reglamentacin de obligado cumplimiento para este

tipo de instalaciones

Centros de Transformacin prefabricados.

Normas y recomendaciones de diseo de aparamenta elctrica: CEI 60694

UNE-EN 60694

Estipulaciones comunes para las normas de aparamenta de Alta Tensin. CEI

61000-4-X UNE-EN 61000-4-X

Compatibilidad electromagntica (CEM). Parte 4: Tcnicas de ensayo y de

medida. CEI 62271-200 UNE-EN 62271-200

Modificaciones a las Instrucciones Tcnicas Complementarias MIE-RAT. (O.M.

de 10 de Marzo de 2000) BOE-24-03-2000. Definicin de Centro de

Transformacin Integrado (CTIN).

RD 1432/2008 de 29 de agosto, por el que se establecen medidas para la

proteccin de la avifauna contra la colisin y la electrocucin en lneas

elctricas de alta tensin.

Real Decreto 223/2008 de 15 de febrero, por el que se aprueban el

Reglamento sobre condiciones tcnicas y garantas de seguridad en lneas

elctricas de alta tensin y sus instrucciones tcnicas complementarias ITC-

LAT 01 a 09.

Reglamento Electrotcnico para Baja Tensin e Instrucciones Tcnicas

complementarias ITCBT.

Aprobado por Real Decreto 842/2002 de 2 de agosto de 2002, BOE del 18 de

septiembre de 2002.

Real Decreto 1955/2000, de 1 de diciembre, por el que se regulan las

actividades de transporte, distribucin, comercializacin, suministro y

procedimientos de autorizacin de instalaciones de energa elctrica (B.O.E. de

27 de Diciembre de 2000).

Reglamento de Verificaciones Elctricas y Regularidad en el suministro de

energa de 12 de marzo de 1954. Publicado en el BOE 105 de 15 de Abril y

modificaciones del R.D. 724/1979, de 2 de febrero de 1979, publicado el 7 de

Abril de 1979. O.M. de 18 de septiembre de 1979, publicado el 27 de

septiembre de 1979. R.D. 1725 de 18 de julio de 1984, publicado el 25 de

septiembre de 1984.

Normas UNE/IEC y Recomendaciones UNESA que sean de aplicacin.

Normas particulares de IBERDROLA.

I.MEMORIA

16

C. Necesidades y prestaciones de las instalaciones requeridas

El tnel de este TFG posee las siguientes caractersticas:

Dos pozos de extraccin, una para cada tnel ubicadas en el medio.

Longitud del tnel interior 600 m y en el exterior 200 m a la entrada y 200 m en

la salida.

IMD (Intensidad Media Diaria de Vehculos por Da): < 2000

Velocidad mxima en el interior y exterior 100 km/h.

Nmero de carriles, tnel direccin al sur (3 carrieles) y tnel direccin al norte

(2 carriles)

Se tiene los siguientes equipamientos de seguridad con la cual se cumple los

requisitos mnimos para su funcionamiento.

Aceras.

Salidas de emergencia.

Drenaje de lquidos txicos.

Iluminacin normal.

Iluminacin de seguridad.

Iluminacin de emergencia.

Ventilacin.

Generadores de emergencia.

Sistema de alimentacin ininterrumpida (SAI).

Detectores de CO.

Deteccin de incendios.

Puestos de emergencia.

Sealizacin de salidas y equipamientos de emergencia.

Sealizacin segn Norma 8.1 y 8.2 IC.

Barreras exteriores.

Semforos exteriores.

Megafona.

Red de hidrantes.

D. Soluciones adoptadas

Para satisfacer El plan regional de carreteras 2008/2020 de la junta de Castilla y Leon,

adoptamos la siguiente solucin para las calzadas.

Ilustracin 1: Perfil calzada Tunel Sur

Para el Tnel Norte se sigue el mismo criterio que la Ilustracin 1, simplemente que en

este caso se tendrn solo dos carriles.

Para nuestro tnel tenemos un Galibo de 5 m, por lo tanto superando el mnimo

exigido de 4,5 m.

I.MEMORIA

17

Se tiene dos pasillos de evacuacin de tres metros de ancho con sus respectivas

seales fotoluminiscentes, iluminacin permanente y de seguridad, cumpliendo los

requisitos de seguridad.

En los planos se pueden apreciar con mayor detalle las caractersticas fsicas del tnel

que se han descrito.

MEDIA TENSIN

Se instalan centros de seccionamiento y medida con sus respectivas celdas, situados

uno en cada entrada del tnel. La funcin de estos centros es doble: en primer lugar,

funcin de entrada de lnea con seccionamiento de puesta a tierra; y, en segundo

lugar, centro de contabilizacin de consumos en alta tensin, mediante

transformadores de tensin e intensidad y contador de potencia activa trifsico,

siguiendo las condiciones de la compaa distribuidora (IBERDROLA).

De los dos centros descritos parten dos lneas, formadas por tres conductores unipolares cada una Sintetizando, el cable a utilizar ser unipolar de aluminio con designacin HEPR-Z1 12/20 kV 3*(l*150) mm2 H16, que llegan hasta el centro de transformacin, situado en los recintos interiores en el centro de los dos tneles. Las dos lneas se conmutan en una celda de conmutacin automtica. En el centro de transformacin contar con sus celdas correspondientes, y posterior a esta el transformador de potencia, de 1000 kVA, siguiendo las condiciones de la compaa distribuidora (IBERDROLA). BAJA TENSIN A la salida del transformador se colocar el Cuadro de Baja Tensin (CBT), que conectar con el Cuadro General de Mando y proteccin(C_GMP) a travs de la Lnea General de Alimentacin (LGA) ES07Z1-K(AS)+ 6(4x240mm2). Del C_GMP partirn el resto de cuadros de protecciones. Se proporcionar servicio ininterrumpido a travs de SAI a los servicios indispensables para la seguridad de los usuarios del tnel: iluminacin de emergencia/seguridad, sealizacin, deteccin de humo y calor, autmatas de control, paneles luminosos, semforos, barreras y puestos de emergencia. En el recinto de grupo electrgeno y SAI, se instalar una batera de condensadores para la correccin del factor de potencia de la instalacin. sta se conectar al cuadro Cuadro General de Mando y proteccin C_GMP, como una carga ms. Lo distintos tipos de iluminacin, el encendido de ventiladores y extractores, la deteccin de humo o incendio, y dems cargas elctricas estarn controladas por el autmata programable, por lo que en el tnel no ser preciso un personal de vigilancia ni operadores. ILUMINACIN La iluminacin del interior de los tneles se ha dividido en diferentes niveles, en

funcin de la luminosidad exterior (Aplicando la norma CIE 88:2004):

Nivel Soleado: A partir de la salida del sol, para aquellas horas en las que la

luminosidad sea abundante >50000 lux.

Nivel Nublado: a partir de la salida del sol, para aquellas horas en las que la

luminosidad sea escasa.

I.MEMORIA

18

Nivel Noche: Tras la puesta de sol, para aquellas horas en las que la

luminosidad exterior es prcticamente nula.

Nivel Emergencia: Se activar este nivel si se produce una falta de suministro

de en energa en las dos lneas de alimentacin y/o se detecte un incendio.

El cambio de niveles entre diurnos y nocturnos se realizar mediante un reloj

astronmico integrado en el propio sistema de control.

Se utiliza el tipo de alumbrado simtrico evitando el contraflujo que produce

deslumbramiento. (La comprobacin y valores se hicieron con ayuda del programa

Dialux).

VENTILACIN Y EXTRACCIN

Ventilacin longitudinal: Se encarga de prevenir el riesgo de asfixia o

acumulacin de gases (gases contaminantes como el monxido de carbono o

los xidos de azufre). La deteccin de estos gases se realiza mediante

detectores de CO, situados en la parte alta interior de cada tnel.

Extraccin de humos: En caso de incendio, accidente o explosin, donde se

produzca gran acumulacin de humos y/o calor. Se encarga de evacuar el

humo o el calor lo ms rpidamente posible con el fin de disminuir el riesgo de

asfixia de las personas y puedan ponerse a salvo con menor riesgo. La

deteccin se realiza por medio de detectores de humo y temperatura ubicadas

en la parte ms alta en el interior de cada tnel. La extraccin se ejecuta, a

travs de un pozo de extraccin en cada tnel (6 extractores en cada pozo de

extraccin).

EQUIPOS DE SEGURIDAD

En el presente TFG tambin se detallan los equipos e instalaciones destinadas a la

seguridad de los usuarios, como son las siguientes:

Puestos SOS: Se incluyen dos extintores de polvo ABC, una boca de

incendios, un telfono de emergencia, y un pulsador de alarma. Todos estos

elementos irn sealizados con los carteles correspondientes.

Sealizacin luminosa: Indica la posicin de puestos de emergencia y salidas

de emergencia.

Paneles de sealizacin: Para guiar a los conductores y advertirles de

cualquier situacin de peligro.

Megafona: avisos sonoros para los usuarios del tnel ubicado sobre cada

poste SOS.

Semforos y barreras: su objetivo es bloquear el acceso al tnel en casos

determinados.

Hidrantes: Para uso de bomberos.

I.MEMORIA

19

E. Plazo y diagrama de ejecucin

Las instalaciones se completarn en un tiempo no superior a 8 SEMANAS, desde el

comienzo de las obras para la instalacin elctrica. Se entiende que los fines de

manada y festivos son das no laborables.

Los trabajos se realizarn segn el siguiente diagrama de Gantt:

A: Excavacin (para canalizaciones subterrneas MT/BT)

B: Canalizacin Subterrnea Media Tensin y Baja Tensin

C: Excavacin e instalacin de Toma de Tierra del C_GMP

D: Centros de Seccionamiento y sus Tomas de Tierra

E: Centro de Transformacin y sus Tomas de Tierra

F: Lneas y circuitos de canalizaciones subterrneas

G: Colocacin de Alumbrado exterior, equipos de carretera exteriores, Cimentacin y

Arquetas.

H: Instalacin Baja Tensin

I: Instalacin Iluminacin

J: Instalacin ventilacin y extraccin

K: Deteccin y control

L: Seguridad

M: Prueba y puesta en marcha

Ilustracin 2:Diagrama de ejecucuin

01/02/2017 11/02/2017 21/02/2017 03/03/2017 13/03/2017 23/03/2017 02/04/2017

A:

B:

C:

D:

E:

F:

G:

H:

I:

J:

K:

L:

M:

I.MEMORIA

20

F. Resumen de presupuesto

Media Tensin 46042

Centro de seccionamiento y medida (CS) 21940

Centro de Transformacin (CT) 50725

Baja Tensin 256429.45

Redes de Distribucin y cableado 380231.59

Alumbrado del Tnel 1178842

Ventilacin y Control de Incendios 523423

Guiado de Trfico 116328

Seguridad y Salud 4511

Gestin de Residuos 3142

Total de Ejecucin Material () 2581614.04

Total ejecucin material 2581614.04

13 % Gastos generales 335610.82

6% Beneficio industrial 154896.84

21% IVA 103006.4

TOTAL PRESUPUESTO 3175127.10

Asciende el presupuesto de contrata a la cantidad total de TRES MILLONES CIENTO

SETENTA Y CINCO MIL CIENTO VENTISIETE Y DIEZ CNTIMOS.

I.MEMORIA

21

G. Conclusin a la Memoria y firma

Teniendo en cuenta el buen diseo de las instalaciones, los materiales a utilizar, el

cumplimiento de las normas y reglamentos vigentes, las especificaciones del

peticionario que en este caso el peticionario es la Escuela Tcnica Superior de

Ingeniera Industrial de Bjar y el buen criterio del proyectista.

Llego a la conclusin de que este es un proyecto acorde a las exigencias impuestas

por el peticionario y las normas vigentes.

Neel Marck Vargas Eufracio

En Bjar; Septiembre del 2017.

II.ANEJO DE MEDIA TENSIN

22

II. ANEJO DE MEDIA

TENSIN


23

A. INTRODUCCIN Y OBJETO Por encargo de la escuela de Ingenieros Industriales de Bjar, se llega al acuerdo de

dar suministro elctrico a un Tnel de Autopista en la localidad de Crespos en vila.

El presente Anejo de Media Tensin de este Trabajo Fin de Grado se lleva a cabo

para definir constructivamente los elementos necesarios para llevar las lneas de

media tensin hasta el centro de transformacin.

B. CARACTERSTICAS GENERALES DE LA INSTALACIN

La situamos concretamente en la Autopista A-50 ubicada en el trmino municipal de

Crespos en vila.

Cia Suministradora y Tensin de Servicio

La energa elctrica ser suministrada por IBERDROLA DISTRIBUCIN ELECTRICA,

S.A.U, a la tensin 20 KV. Obtenemos energa elctrica de la red de Iberdrola en

media tensin.

Lneas Subterrneas:

Las lneas subterrneas proyectadas tendrn una longitud en planta de 288 y 314 m

desde los enganches a las lneas de Iberdrola en los Centros de Seccionamiento (CS)

hasta la entrada al Centro de transformacin (CT) y discurrir por el interior del tnel

bajo acera.

El tendido de la lnea subterrnea de media tensin se realizar de forma que no se

curve el cable excesivamente, y caso de realizarse el tendido con esfuerzo de traccin

este se aplicar sobre el conductor no sobre el aislamiento, de forma que la traccin

no supere los 5 Kg/mm de la seccin del conductor, todo ellos segn normas de la

compaa.

Para la conexin del conductor a la celda de entrada/remonte se colocarn terminales

unipolares para cable seco de interior respectivamente. Las pantallas de los cables se

conectarn a la toma de tierra de proteccin del C.T, descritos en apartado

correspondiente.

Se sigue el MI 2.31.01 PROYECTO TIPO DE LINEA SUBTERRNEA DE AT HASTA

30 KV IBERDROLA.

El centro de transformacin, ubicado en el medio del Tnel, transformamos a baja

tensin obteniendo suministro apto para el consumo de nuestra instalacin.

Se tiene un diagrama unifilar para mejor comprensin de la instalacin de MT en la

Ilustracin 3.


24

Ilustracin 3: Unifilar de MT


25

Empalmes y Conexiones Los criterios seguidos en cuanto a empalmes y derivaciones.

En las lneas subterrneas de M.T., se realizarn con terminales unipolares

apropiadas para el conductor de 12/20 k.V. y 3x(1 x 150) mm2 de seccin en Al,

recomendadas por el fabricante del conductor y Normas NIDSA.

Canalizaciones Entubadas

En todo su trazado, los conductores irn entubados a una profundidad mnima de 0.7 m., desde la rasante del terreno a la parte superior del conductor o canalizacin en su caso y 35 cm. de anchura. Siempre que sea posible el cruce se har perpendicular al eje del vial e irn enterrados con tubos de PVC de 160 mm. de dimetro. Estas debern quedar debidamente selladas por sus extremos, a la entrada de la arqueta y una gua metida por cada tubo Adems se instalar un multitubo, designado como MTT 4x40, segn NI 52.95.20, que se utilizar cuando sea necesario, como conducto para cables de control, red multimedia, etc. A este tubo se le dar continuidad en todo su recorrido, al objeto de facilitar el tendido de los cables de control y red multimedia incluido en las arquetas y calas de tiro si las hubiera. En los tramos en que se discurra por la calzada, la apertura de la zanja se realizar previo corte del material que configura el acabado del pavimento, mediante maquina cortadora de juntas provista de disco de diamante. La disposicin de materiales en la zanja ser la siguiente: En el fondo de la zanja y en toda su extensin se colocar una solera de limpieza de 5 cm. de espesor de hormign H 175, sobre la que se depositarn los tubos o conductores dispuestos por planos. A continuacin, se colocar otra capa de hormign de H 175 hasta el nivel del pavimento. Se repondr el pavimento con el mismo material que exista con anterioridad a la apertura de la zanja con un espesor mnimo de 5 cm. El radio de curvatura despus de colocado el cable ser como mnimo de 15 veces el dimetro. En los tramos en que se discurra por acerado, la disposicin de materiales en la zanja ser la siguiente: En el fondo de la zanja y en toda su extensin se colocar una solera de limpieza de 5 cm. de espesor de arena lavada, sobre la que se depositarn los conductores o tubos dispuestos por planos. A continuacin, se colocar otra capa de arena hasta que cubra las canalizaciones dejando una distancia de 50 cm. hasta el nivel de acabado de la zanja. A continuacin, se colocar otra capa de Tierra, arena, todo-uno y zahorra compactada hasta el nivel del acerado si no hay trnsito de vehculos y de hormign H 175 si es acerado con trnsito de vehculos. Se repondr el acerado con baldosas iguales o con la mayor similitud a las que existan con anterioridad a la apertura de la zanja. El radio de curvatura despus de colocado el cable ser como mnimo de 15 veces el dimetro. En todo el trazado, a una distancia mnima del suelo de 10 cm. y 30 cm. de la parte superior del cable, se colocar una cinta de sealizacin como advertencia de la presencia de cables elctricos, las caractersticas, color, etc, de esta cinta sern las establecidas en la NI 29.00.01, todo ello segn planos adjuntos. LA ZANJA DE M.T y B.T., discurrir por el lugar indicado en los planos siempre habr que dejar un tubo de reserva previsto y multitubo. De acuerdo con Normas NIDSA y planos adjuntos. Arquetas


26

En la cabecera de las arquetas se colocarn los marcos y tapas indicadas en planos, debidamente enrasadas con el pavimento y enlucidas por dentro. Los marcos se recibirn con mortero M250. En la boca de los tubos termoplsticos sin ocupacin de cables se colocarn los tapones correspondientes, debidamente presionados. En los que contengan cables se taponarn sus bocas con espuma de poliuretano u otro procedimiento autorizado por la Distribuidora. Se seguir, en cualquier caso, las instrucciones dadas por el fabricante. Se seguirn las instrucciones indicadas en el Proyecto tipo MT 2.31.01. (04-03) de Iberdrola, en el que las arquetas tendrn que dejar una altura libre de 70 cm. para las lneas de baja tensin y debern ir ciegas para las canalizaciones de Media Tensin cuando se produzcan cambios de direccin. En el caso de que no se produzca cambio de direccin, no se registrar en la arqueta la canalizacin de Media Tensin. Condiciones generales para cruzamientos y paralelismo

La zanja tendr una anchura mnima de 0,35 m para la colocacin de dos tubos rectos

de 160 mm aumentando la anchura en funcin del nmero de tubos a instalar. Cuando se considere necesario instalar tubo para los cables de control, se instalar un

tubo ms, destinado a este fin.

Se dar continuidad en todo su recorrido, al objeto de facilitar el tendido de los cables

de control, incluido en las arquetas y calas de tiro si las hubiera. En las lneas de 20 kV

con cables de 400 mm de seccin y las lneas de 30 kV (150, 240 y 400 mm2 de

seccin) se colocarn tubos de 200 mm , y se instalarn las tres fases por un solo tubo.

C. CENTROS DE SECCIONAMIENTO (C.S.)

El centro de seccionamiento es una instalacin elctrica compuesta principalmente por una serie de celdas y a paramenta elctrica de proteccin y corte. Su funcin es la de unir la Red elctrica de compaa, con la instalacin particular a la que est dando servicio. Su objetivo es dotar a la instalacin de una proteccin capaz de separarla de la red en caso de incidencia. El centro de seccionamiento objeto del presente proyecto ser de tipo interior, empleando para su aparellaje celdas prefabricadas bajo envolvente metlica segn norma UNE-EN 60298. Los edificios de los centros de seccionamiento que se han adoptado son prefabricados, por estimar que son los que mejor se adaptan al tipo de distribucin proyectada y al lugar de la instalacin. Los centros de seccionamiento que se van a instalar cumplen todas las condiciones

indicadas en IEC 62271-200 (Aparamenta bajo envolvente metlica de corriente

alterna para tensiones asignadas superiores a 1 kV e inferiores o iguales a 52 kV), IEC

62271-102 (Seccionadores y seccionadores de puesta a tierra de corriente alterna),

IEC 60529 Grados de proteccin para envolventes.


27

El fabricante debe asegurar que en todos los elementos cumplen las normas UNE

correspondientes a cada uno, especificadas en la ITC-RAT-2 NORMAS Y

ESPECIFICACIONES TCNICAS DE OBLIGADO CUMPLIMIENTO.

Para la instalacin de los prefabricados de hormign se requiere haber realizado previamente una excavacin en el terreno de las dimensiones que se adjuntan en

apartados posteriores.

a. Emplazamiento

Los centros de seccionamiento (C.S.) sern dos, ya que, estarn ubicadas cada uno

en un extremo del tnel y desde all partirn las Lneas de Media Tensin hacia el

Centro de Trasformacin. Para mayor detalle de sus respectivas ubicaciones consultar

los planos.

Ilustracin 4: Emplazamiento Centro de Seccionamiento (C.S.) en entrada del Tnel Sur y Salida del Tnel Norte

b. Caractersticas principales del CS tipo Dentro del CS estarn instalas tres tipos de celda:

Celda con funcin de Interruptor: Para la realizacin de esta funcin se instalar una

celda de Funcin de Lnea, que se describe en apartados posteriores.

Celda de Medida: Se contabilizar el consumo elctrico en alta tensin, a travs de

transformadores de tensin e intensidad, y un contador trifsico. Los transformadores

vienen incorporados en la celda de medida, que tambin se describe en apartados

posteriores.

Celda de remonte ya que la lnea que llega al centro de seccionamiento es

subterrnea.


28

c. Edificio prefabricado del CS tipo Para poder albergar las mencionadas celdas, usaremos una envolvente monobloque

de hormign, el cual tendr que cumplir la norma IEC / UNE-EN 62271-202 Centros de

transformacin prefabricados de alta tensin/baja tensin.

Elegimos el Centros de maniobra y seccionamiento de ORMAZABAL CMS.15,

envolvente de hormign Aparamenta de MT: cgmcosmos hasta 24 kV y Unidades de

proteccin, control y medida

Datos Tcnicos:

Envolvente monobloque de hormign (base y paredes) ms cubierta amovible.

Aparamenta de MT con aislamiento integral en gas: Sistema cgmcosmos (hasta 24

kV)

Interconexiones directas por cable MT y BT.

Circuito de puesta a tierra.

Circuito de alumbrado y servicios auxiliares.

Equipo de telecontrol (en modelo cms.15)

Tensin asignada [kV] 12/24

Frecuencia [Hz] 50/60

Intensidad asignada [A] 400/600 400/630

Intensidad de corta duracin [kA] 16/20

Nivel de aislamiento Frecuencia Industrial [kV] 28/32 50/60

Impulso tipo rayo [kV]CRESTA 75/85 125/145

Ilustracin 5: Centros de maniobra y seccionamiento CMS. 15

Dimensiones de la excavacin:


29

Para la instalacin del Centro de Maniobra y Seccionamiento CMS se precisa de una

excavacin, incluyendo el anillo de tierras. Hay que tener en cuenta que no se debe

sobrepasar la lnea de enterramiento marcada sobre las paredes de la envolvente de

hormign, siendo la altura mxima de enterramiento 510 mm medidos desde su base.

Estas cotas se deben adaptar en cada caso, a la solucin adoptada para la red de

tierras segn plano gua de tierras.

Ilustracin 6: CMS Dimensiones de Excavacin

d. Celdas de alta tensin

1. De Lnea

CGMCOSMOS-L (Funcin de lnea/ seccionamiento): Celda modular con funcin de

lnea o acometida, provista de interruptor-seccionador de tres posiciones (conectado,

seccionado y puesto a tierra).

Acometida de entrada o salida de los cables de Media Tensin, permitiendo comunicar

con el embarrado del conjunto general de celdas.


30

Ilustracin 7: Caractersticas -Celda de Lnea CGMCOSMOS-L

2. De Medida

CGMCOSMOS-M (Funcin de medida): Celda modular con funcin de medida.

Alojamiento para transformadores de medida de tensin e intensidad, permitiendo

comunicar con embarrado del conjunto general de celdas, mediante cable seco.

- Juegos de barras tripolar de 400 A, tensin de 24 kV y 16 kA. -Entrada lateral inferior izquierda por barras y salida inferior por cable.

- 3 Transformadores de intensidad de relacin 45/5 A, 15 VACL.0.5, Ith=200In y

aislamiento 24kV.

- 3 Transformadores de tensin, unipolares, 13,2 kV/110V. Aislamiento 24kV


31

Ilustracin 8: Caractersticas -Celda de medida CGMCOSMOS-M

3. De Remonte

CGM-3RB (Funcin de remonte): Celda modular, funcin de remonte de cables al

embarrado.

Ilustracin 9:Caractersticas -Celda de medida CGM-3RB

e. Instalaciones de Puesta a Tierra (PaT) para el CS

1. Resistividad media del terreno

Segn la investigacin previa del terreno donde se instalar este Centro de

Transformacin, se determina una resistividad media superficial = 200m.

2. Clculo de la resistencia del sistema de tierra de proteccin (masas)

Para los clculos a realizar emplearemos las expresiones y procedimientos segn el

Mtodo de clculo y proyecto de instalaciones de puesta a tierra para centros de

transformacin de tercera categora, editado por UNESA, conforme a las

caractersticas del centro de transformacin objeto del presente clculo, siendo, entre

otras, las siguientes:


32

La conexin desde el C.S. hasta la primera pica se realizar con cable de cobre

aislado de 0,6/1 kV protegido contra daos mecnicos (bajo tubo).

Para el clculo de la resistencia de la puesta a tierra de las masas del C.S.

Resistencia del sistema de puesta a tierra, Rt:

Rt = Kr *

Donde:

Kr: Segn la configuracin tipo de electrodo de tierra que utilizaremos ser 0,129

obtenido de la anexo 2 A2-3 UNESA 20-20/8/42Mtodo de clculo y proyecto de

instalaciones de puesta a tierra para centros de transformacin de tercera categora.

: Resistividad del terreno : 200 m

Obtenemos: Rt = 25.8

3. Clculo de la intensidad de defecto y tensin de defecto a tierra

Para estar en el caso ms desfavorable segn UNESA usamos la frmula para

Neutro a tierra(mxima corriente a tierra).

Utilizaremos la siguiente frmula:

Donde: - Id: Intensidad de defecto a tierra - U:Tensin de la red - Rn: Resistencia de puesta atierra del neutro proporcionado por la compaa - Rt: Resistencia del sistema de puesta a tierra - Xn: Reactancia de puesta a tierra del neutro proporcionado por la compaa

Para estar en el caso ms desfavorable segn UNESA usamos la frmula para

Neutro a tierra (mxima corriente a tierra).

De la norma 2.11.33 de Iberdrola utilizamos de la tabla 5 la reactancia equivalente

25.4 ohm para una tensin nominal de la red de 20KV.

Reempalzando:

=20000

3(0+25.8)2+25.42 =318.93 A

Utilizaremos la siguiente frmula:

Ud = Id x Rt

Donde: - Ud: Tensin de defecto - Id: Intensidad de defecto a tierra - Rt: Resistencia de puesta a tierra


33

= 318.93 * 25.8 = 8228,39 V

4. Clculo de las tensiones de paso

Utilizaremos la siguiente frmula Tensin de paso de nuestra instalacin: Upa = Kp x x Id Donde: -Upa: Tensin de paso de nuestra instalacin -Kp : Segn la configuracin tipo de electrodo de tierra que utilizaremos ser 0,0231

obtenido de la anexo 2 A2-3 UNESA Mtodo de clculo y proyecto de instalaciones

de puesta a tierra para centros de transformacin de tercera categora.

-Id: Intensidad de defecto a tierra Obtenemos: Upa= 0,0231*200* 318.93= 1473,45 V

La tensin de paso mxima admisible en el exterior del centro de

transformacin es la siguiente:

= 10

(1 + 6

1000)

Donde:

-Upa: Tensiones de paso mxima admisible en V.

-K = 72.

-n = 1.

-t: Duracin de la falta en segundos: 0,45 s.

-: Resistividad del terreno.

=1072

0.45(1 + 6

200

1000)= 3520 V

Por lo tanto comprobamos que el electrodo que hemos seleccionado cumple Upa

5. Clculo de las tensiones de contacto

Utilizaremos la siguiente frmula Tensin de contacto de nuestra instalacin:

Up(acc) = Kc x x Id

Donde: -Up(acc): Tensin de contacto en nuestra instalacin -Kc : Segn la configuracin tipo de electrodo de tierra que utilizaremos ser 0,0699

obtenido de la anexo 2 A2-3 UNESA Mtodo de clculo y proyecto de instalaciones

de puesta a tierra para centros de transformacin de tercera categora.


34

-Id: Intensidad de defecto a tierra Obtenemos: Up(acc) = 0,0699*200*318.93= 4458.64 V

Utilizaremos la siguiente frmula Tensin de contacto admisible de

nuestra instalacin:

() = 10

(1 +

3 + 3

1000)

Donde:

-Up(acc): Tensiones de contacto en el acceso admisible al centro de transformacin en

V.

-K = 72.

-n = 1.

-t: Duracin de la falta en segundos: 0,45 s.

-: Resistividad del terreno.

-: Resistividad del hormign

Obtenemos: () = 1072

0,45(1 +

3200+33000

1000) =16960V

Por lo tanto comprobamos que el electrodo que hemos seleccionado cumple

Up(acc) Upacc

6. Diseo del electrodo

Ilustracin 10: Puesta a Tierra para C.S.

7. Materiales a utilizar


35

Conductor desnudo de cobre de 50 mm2 de seccin (tanto para lnea de puesta a

tierra como para electrodo horizontal).

- Picas: en todo caso se utilizarn picas de acero-cobre, de dos metros de longitud y

14 mm de dimetro.

- Grapa galvanizada con tornillo de acero inoxidable para la conexin entre

conductores.

- Grapa galvanizada de conexin para picas cilndricas de acero cobre.

f. Contabilizacin de consumos. Tipo y ubicacin de contadores Para la contabilizacin de consumos se ha tenido en cuenta las indicaciones de la ITC-

BT-16 INSTALACIONES DE ENLACE. CONTADORES: UBICACIN Y SISTEMAS DE

INSTALACIN.

El contador de energa se ubicar en un armario situado en la parte izquierda del C.S.,

y tanto el armario como el contador debern cumplir las prescripciones particulares de

la empresa distribuidora, Iberdrola, indicadas en la normativa particular NI-42.71.01.

La medida de energa se realizar mediante un cuadro de contadores conectado al

secundario de los transformadores de intensidad y de tensin de la celda de medida.

El cuadro de contadores estar formado por un armario de doble aislamiento de

Pronutec modelo CMAT-ID de dimensiones 800 mm de alto x 550 mm de ancho y 350

mm de fondo, equipado de los siguientes elementos:

- Contador electrnico de energa elctrica clase 1 con medida:

- Activa: monodireccional.

- Reactiva: dos cuadrantes.

- Registrador local de medidas con capacidad de lectura directa de la memoria del

contado. Registro de curvas de carga horaria y cuarto horaria.

- Regleta de comprobacin homologada.

- Elementos de conexin.

- Equipos de proteccin necesarios.

D. LNEAS SUBTERRNEAS DESDE C.S. HASTA C.T.

Se incluye las caractersticas correspondientes a los tipos constructivos de cable. Todos los tipos constructivos se ajustarn a lo indicado en la norma UNE HD 620 y/o Reglamento sobre condiciones tcnicas y garantas de seguridad en lneas elctricas de alta tensin y sus instrucciones tcnicas complementarias ITC 06. Los conductores que se emplearn en el tramo de lnea subterrnea sern de aluminio compacto de seccin circular de varios alambres cableados. Sern unipolares protegidos contra la corrosin y tendrn una resistencia mecnica suficiente para soportar los esfuerzos a que puedan estar sometidos.


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La tensin nominal del cable, para la lnea de tensin de servicio en la zona de 20 kV, ser de 12/20 kV y su aislamiento ser de etileno reticulado HEPRZ1. Sintetizando, el cable a utilizar ser unipolar de aluminio con designacin HEPR-Z1 12/20 kV 3*(l*150) mm2 H16. Las lneas derivadas sern prcticamente en subterrnea, en total 288m y 314m. stas sern mediante cables unipolares alojados en el interior de tubo. Los cables irn en zanja a una profundidad de acuerdo a la siguiente figura teniendo en cuenta que H= 0,7 m. Segn Iberdrola MT2.51.01 para canalizacin bajo acera optamos por el plano N5 usaremos 2 tubos uno para la lnea de media tensin desde CS hasta CT y otra para los circuitos que llegan hasta las luminarias exteriores del tnel asi como para los equipos elctricos exteriores. Tambin se seguirn las recomendaciones del Proyecto tipo de lnea subterrnea de AT hasta 30 KV MT.2.31.01 IBERDROLA.

Ilustracin 11: Medidas de canalizacin subterrnea para cables de media tensin y circuito de alumbrado

exterior de tneles A=35cm, H=70cm


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a. Clculos elctricos

1. Intensidad de Cortocircuito

Se siguen las indicaciones del reglamento aplicando la UNE 21192 y tambin Proyecto tipo de lnea subterrnea de AT hasta 30 KV MT.2.31.01 IBERDROLA, considerando como temperatura inicial i, las temperaturas mxima en servicio permanente y como temperatura final la de cortocircuito > 250 C, cc. En el clculo se considera que todo el calor desprendido durante el proceso es absorbido por los conductores, ya que su masa es muy grande en comparacin con la superficie de disipacin de calor y la duracin del proceso es relativamente corta (proceso adiabtico). Tendremos que:

- Icc = corriente de cortocircuito, en amperios - S = seccin del conductor, en mm - K = coeficiente que depende de la naturaleza del conductor y de las temperaturas al inicio y final del cortocircuito - tcc = duracin del cortocircuito, en segundos Llegando a la siguiente tabla:

Tabla 1: Densidades mximas de corriente para Lnea desde CS hasta CT

Para una potencia de cortocircuito de la red de la zona de 350 MVA, tendremos:

=

3

ICC=10,1 kA< ICC(HEPRZ1)= 44.7kA =298 A/mm2. 150 mm2)

2. Intensidades de cortocircuito admisibles en las pantallas

Se adjunta tabla con las intensidades admisibles en las pantallas metlicas siguiendo la gua de la norma UNE 211 003, aplicando el mtodo indicado en la norma UNE 21192, en funcin del tiempo de duracin del cortocircuito para el cable proyectado H16 de las siguientes caractersticas:


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- Pantalla de hilos de cobre de 0,75 mm de dimetro, colocada superficialmente sobre la capa semiconductora exterior (alambres no embebidos). - Cubierta exterior poliolefina (Z1) - Temperatura inicial pantalla: 85 C para aislamientos en HEPR - Temperatura final pantalla: 180C, para todos los asilamientos

Tabla 2: Intensidad de cortocircuito en pantalla para Lnea desde CS hasta CT

Para la comprobacin de este apartado la norma ITC LAT 06 dice que el dimensionamiento mnimo de la pantalla ser tal que permita el paso de una intensidad mnima de 1000 A durante 1 segundo. Para nuestro caso H16 = seccin de 16mm^2 soporta 2120A durante un segundo, por lo tanto es mayor al mnimo exigido.

3. Cada de tensin

En las lneas de transporte de energa elctrica industrial, adems de las prdidas longitudinales existen prdidas transversales. Dada la longitud de la lnea proyectada, 314 m para cada tramo subterrneo, as como su categora, despreciamos la influencia de la capacidad y la conductancia. Consideraremos pues para la cada de tensin la resistencia, por ser conductor filiforme, y la reactancia. La expresin de las variables consideradas es la siguiente:

U = 3I L ( R cos+ X sen) Siendo:

U = Cada de la tensin compuesta, expresada en V I = Intensidad de la lnea en A

X = Reactancia por fase /km

R = Resistencia por fase en /km

= ngulo de desfase L = Longitud de la lnea en km

Teniendo en cuenta que:

Siendo:

P = Potencia transportada.(ponindonos en lado ms desfavorable 709304,76 W)

U = Tensin compuesta de la lnea en.(20000 V)


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cos = 0,87

=709304,76

3 20000 0.87

Entonces I= 23,5 A

De Tabla 2 Iberdrola MT 2.31.01

Tabla 3: Resistencia y reactancia para el conductor que va desde CS hasta CT

Obtenemos las cadas de tensin:

U = Cada de la tensin compuesta, expresada en V

I = Intensidad de la lnea en A (23.5)

X = Reactancia por fase /km(0.112)

R = Resistencia por fase en /km(0.277)

= ngulo de desfase (29.38) L = Longitud de la lnea en km.(0.314)

Para HEPRZ : U = 3 I . L ( R cos + X sen )

U= . 3 23.5 * 0,314 (0,277*0,87 + 0,11*.0,49)

Obtenemos: U=3,768 V

Porcentaje de Cada de Tensin: % =3,768

20000 100 = 0.01

4. Prdida de Potencia

Las prdidas de potencia por efecto Joule en una lnea vienen dadas por la frmula:

Siendo:

P = Prdida de potencia en vatios

I = Intensidad de la lnea en A (23,5)

R = Resistencia por fase en /km (0,277)

L = Longitud de la lnea en km. (0,314)

Obtenemos la prdida de potencia:

P = 144.1 W

Porcentaje de Cada de Tensin: % =144.1

709304,76 100 = 0,02


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E. CENTRO DE TRANSFORMACIN (C.T.)

Ilustracin 12: Ubicacin de Caseta Prefabricada para C.T. en medio del Tnel

a. Emplazamiento y caractersticas del recinto

El centro de transformacin objeto del presente proyecto ser de tipo interior, empleado para su aparallaje celdas prefabricadas bajo envolvente metlica segn norma UNE-20.099. Las acometidas al mismo sern subterrneas, alimentando al centro mediante dos redes de Media Tensin, y el suministro de energa se efectuar a una tensin de servicio de 20 kV y una frecuencia de 50 Hz, siendo la Compaa Elctrica suministradora IBERDROLA. El centro de transformacin (C.T.) se ubica en hueco llamada recinto de transformacin, habilitado para ello entre los dos tneles, en el centro. Vase con mayor detalle en los planos).

Edificio prefabricado de hormign:

Local La caseta ser de construccin prefabricada de hormign modelo PFU-4, con unas dimensiones 4460 x 2380 y altura 3045 mm.. El acceso al Centro de Transformacin estar restringido al personal de la compaa elctrica suministradora y al personal de mantenimiento especialmente autorizado. Se dispondr de una puerta peatonal cuyo sistema de cierre permitir el acceso a ambos tipos de personal, teniendo en cuenta que el primero lo har con la llave normalizada por la Compaa Elctrica.

Caractersticas del local Se tratar de una construccin prefabricada de hormign COMPACTO modelo PFU-4. Las caractersticas ms destacadas del prefabricado sern:

a) Compacidad Esta serie de prefabricados se montarn en fbrica. Realizar el montaje en la propia fbrica supondr obtener: -Calidad en origen. -Reduccin del tiempo de instalacin.


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-Posibilidad de posteriores traslados b) Facilidad de la instalacin La innecesaria cimentacin y el montaje en fbrica permitirn asegurar una cmoda y fcil instalacin. Las dimensiones exteriores del centro son de 4460 x 2380 x 3045 mm. La superficie del centro es de 10,7 m2. Las dimensiones interiores del centro son de 4280 x 2200 x 2355 mm. La profundidad de la excavacin para el montaje del centro es de 0,7m. c) Material El material empleado en la fabricacin de las piezas (bases, paredes y techos) es hormign armado. Con la justa dosificacin y el vibrado adecuado se conseguirn unas caractersticas ptimas de resistencia caracterstica (superior a 250 Kg/cm2 a los 28 das de su fabricacin). Los paneles que forman la envolvente estn compuestos de hormign vibrado, estando las armaduras del hormign unidas entre si y al colector de tierras segn la RU 1303, y las puertas y rejillas presentan una resistencia de 10 k respecto a la tierra de la envolvente. El acabado estndar del centro se realiza con poliuretano, de color blanco en las paredes, y color marrn en techos, puertas y rejillas. d) Equipotencialidad La propia armadura de mallazo electrosoldado garantizar la perfecta equipotencialidad de todo el prefabricado. Como se indica en la recomendacin UNESA 1303 A, las puertas y rejillas de ventilacin no estarn conectadas al sistema de equipotencial. Entre la armadura equipotencial, embebida en el hormign, y las puertas y rejillas existir una resistencia elctrica superior a 10.000 ohmios. Ningn elemento metlico unido al sistema equipotencial ser accesible desde el exterior. e) Impermeabilidad Los techos estarn diseados de tal forma que se impidan las filtraciones y la acumulacin de agua sobre stos, desaguando directamente al exterior desde su permetro. f) Grados de proteccin Sern conformes a la UNE 20324/89 de tal forma que la parte exterior del edificio prefabricado ser de IP239, excepto las rejillas de ventilacin donde el grado de proteccin ser de IP339.

Dimensiones de la excavacin

Para su ejecucin, se recomienda tener en cuenta las disposiciones mnimas de seguridad y salud en las obras de construccin Real Decreto 1627/1997 de 24.10 (M presidencia, BOE25.10.1997). Entre otras: Antes de iniciar la apertura, realizar un estudio previo del terreno con objeto de conocer su estabilidad y la posible existencia de conducciones. -Evitar la acumulacin del material excavado y equipos junto al borde de la excavacin, tomndose las precauciones que impidan el derrumbamiento de las paredes y la cada al fondo de dichos materiales.


42

-Como norma general, mantener alrededor de la excavacin una zona igual a 3000 mm libre de cargas y de circulacin de vehculos. -No deben instalarse en el interior de la excavacin mquinas accionadas por motores de explosin que generen gases como el CO, a no ser que se utilicen los equipos necesarios para su extraccin. -Los operarios que trabajen en el interior de la excavacin deben estar debidamente formados e informados y provistos de casco de seguridad y de las prendas de proteccin necesarias para cada riesgo especfico.

Ilustracin 13: Dimensiones de excavacin para CT

b. Celdas de alta tensin

1. De conmutacin automtica

NSM-1 Celda de Transferencia Automtica de Red prioritaria (N) y reserva de una

red Pblica(S) con seccionador de operacin bajo carga (Deteccin de ausencia

de tensin):


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- Dos (2) Seccionadores de Operacin Bajo carga 630 A (SF6) de tres posiciones

(Conectado-Desconectado-Tierra) - Enclavamiento mecn

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Trabajo Fin de Grado Grado en Ingeniería Eléctrica · Instalaciones de Puesta a Tierra (PaT) ... Cálculo de la resistencia del sistema de tierra de protección ... Interconexión