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Cálculo de la Sección de Conductores

 

    

          Los conductores que unen la salida de un circuito de distribución con el receptor son uno de los elementos que deben ser protegidos contra cortocircuitos.

Los criterios a tener en cuenta para su dimensionado son:

Tensión nominal

Cálculo térmico

Verificación de la caída de tensión

Verificación al cortocircuito

 

Tensión nominal

Es el valor que define la aislamiento. Se deberá cumplir en todo momento que su tensión nominal sea superior, o a lo sumo igual a la tensión de servicio existente en la instalación. ( Un Us, ).

Los conductores para las instalaciones eléctricas de baja tensión son diseñados para tensiones de servicio de 1,1 KV. En caso de tener que constatar el estado de elementos existentes, el nivel de aislamiento a alcanzar no deberá ser inferior a los 1000 Ω por cada Volt de tensión aplicada por el instrumento de medición.

 

Cálculo térmico

Será el que determine en principio la sección del conductor. El valor eficaz de la intensidad de corriente nominal del circuito no tendrá que ocasionar un incremento de temperatura superior a la especificada para cada tipo de cable. Para los conductores aislados y sin envoltura de protección, la norma IRAM 2183 refiere las intensidades máximas admisibles para cables instalados en cañerías, servicio contínuo, con temperaturas límites de 40°C para el ambiente, 70°C en el conductor y 160°C en caso de cortocircuito, tal como se muestra en la tabla siguiente:

Sección del conductor de cobre según IRAM 2183

Corriente máxima admisible

S (mm2)

I ( A )

1

9,6

1,5

13

2,5

18

4

24

6

31

10

43

16

59

25

77

35

96

50

116

                      70                      148  

95

180

 

De acuerdo con las condiciones de la instalación estos valores son susceptibles de modificaciones. Si se colocasen de 4 a 6 conductores activos dentro de una misma canalización, los valores indicados en la tabla deberán multiplicarse por 0,8, mientras que si son instalados entre 7 y 9 conductores activos el factor de corrección será de 0,7.

En caso que la temperatura ambiente no coincida con los 40°C especificados en la norma, las intensidades máximas admisibles se verán afectadas mediante factores de corrección por temperatura, tal como a continuación se señala:

Temperatura ambiente hasta

Factor de corrección

T (°C )

K (Fc)

25

1,33

30

1,22

35

1,13

40

1

45

0,86

50

0,72

55

0,5

 

Cuando se trabaje con cables aislados y con envoltura de protección (llamados comúnmente subterráneos ), es de aplicación la norma IRAM 2220, que determina las intensidades máximas admisibles en servicio permanente.

Sección nominal de los conductores

Colocación al aire libre Para 3 cables unipolares separados un diámetro o un cable multipolar, colocados sobre bandejas. T°amb 40°C

Colocación directamente enterrada. Terreno normalseco para t° de 25°C. Profundidad de instalación 70 cm

  Unipolar

Bipolar

Tetra y tripolar

Unipolar

Bipolar

 

Tetra y tripolar

mm2

A

A

A

A

A

A

1,5

25

22

17

32

32

27

2,5

35

32

24

45

45

38

4

47

40

32

58

58

48

6

61

52

43

73

73

62

10

79

65

56

93

93

79

16

112

85

74

124

124

103

        25 139          109     97         158        158     132
        35 171          134   117         189        189     158
        50 208          166   147         230        230      193
        70 252          204   185         276        276      235
        95 308          248   223         329        329      279

 

           De utilizarse cables con aislamiento de goma etilén-propilénicatipo tipo EPR (IRAM 2262) o polietileno reticulado (IRAM2261), los que permitan desarrollar temperaturas de 90°C en servicio y de 250°C en caso de cortocircuito, los valores de las intensidades de corriente admisible resultarán hasta un 15 % superior a los precedentes..

Las normas IRAM y los fabricantes indican claramente todas las consideraciones a tener en cuenta para la determinación de la sección del cable en cualquier tipo de instalación.

 

Verificación de la caída de tensión

Elegido el tipo y la sección Sc de los conductores por la corriente de carga, su modo de instalación y temperatura ambiente, es necesario realizar dos verificaciones. De no cumplirse alguna de ellas, se optará por la sección inmediata superior y se vuelve a verificar hasta que ambas se cumplan.

La verificación de la caída de tensión considera la diferencia de tensión entre los extremos del conductor, calculada en base a la corriente absorbida por todos los elementos conectados al mismo y susceptibles de funcionar simultáneamente. Se deberá cumplir que no supere la carga máxima admisible por la carga, de acuerdo con:

ΔU = ΔUadm

Como valores tentativos de caída de tensión admisible se puede tomar:

Circuitos de iluminación: ΔUadm = 3 %

Circuitos de fuerza motriz: ΔUadm = 5 % ( en régimen )

ΔUadm = 15 % ( en arranque )

Cabe señalar la conveniencia de consultar con los fabricantes de los equipos a instalar, con el fin de determinar exactamente los valores límite de la caída de tensión para su correcto funcionamiento.

Para su cálculo debe aplicarse la siguiente expresión :

ΔU= K.In.L .( r.cosϕ+ x.senϕ)

Donde:

ΔU= caída de tensión expresada en Volt

K= constante referida al tipo de alimentación (de valor igual a 2 para sistemas monofásicos y v 3 para trifásicos

In= corriente nominal de la instalación

L=longitud del conductor en Km

R = resistencia del conductor en Ω/Km

X = reactancia del conductor en Ω/Km

ϕ= ángulo de fase de la impedancia de carga

 

Verificación al cortocircuito

Se realiza para determinar la máxima solicitación térmica a que se ve expuesto el conductor durante la evolución de corrientes de breve duración o cortocircuitos. Existirá entonces, una sección mínima S que será función del valor de la potencia de cortocircuito en el punto de alimentación, el tipo de conductor evaluado y su protección automática asociada. En esta verificación se deberá cumplir con:

S = Sc

Siendo Sc la sección calculada térmicamente y verificada por caída de tensión.

El cálculo de esta sección mínima está dado por :

S ≥Icc . vT / K

Siendo:

S = Sección mínima del conductor en mm2 que soporta el cortocircuito.

Icc = Valor eficaz de la corriente de cortocircuito en Amper

T = Tiempo de actuación de la protección en segundos.

K = Constante que contempla el tipo de conductor sus temperaturas máximas de servicio y la alcanzada al finalizar el cortocircuito previstas por la norma:

K = 114 para conductores de cobre aislados en PVC.

K = 74 para conductores de aluminio aislados en PVC.

K = 142 para conductores de cobre tipo XLP y EPR

K = ídem para el aluminio

Si la S que verifica el cortocircuito es menor que la Sc, se adopta esta última. En caso contrario, se deberá incrementar la sección del cable y volver a realizar la verificación hasta que se compruebe S = Sc.

 

 

 

 

 

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