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3.- Cálculo de la sección de los conductores.

Para determinar la sección de las líneas eléctricas disponemos principalmente de dos métodos:

• Calcular la sección por el método de las caídas de tensión permitidas por el REBT.
• Calcular la sección por la capacidad térmica que poseen los conductores en función del sistema de canalización adoptado y del tipo de aislamiento.

Para calcular la sección de los conductores de una línea, debemos conocer previamente la potencia soportada por la línea y la longitud de ésta.

Con estos valores podemos calcular:

• Intensidad máxima admisible
• Caída de tensión en la línea.
• Intensidad de cortocircuito

La determinación reglamentaria de la sección de un cable consiste en calcular la sección mínima normalizada que satisface simultáneamente las tres condiciones siguientes:

a) Criterio de la intensidad máxima admisible o de calentamiento:

La intensidad máxima admisible es aquella que circulando por un conductor de manera permanente, no produce un calentamiento que supere la temperatura máxima asignada a los materiales aislantes del cable.

b) Criterio de la caída de tensión

La caída de tensión en la línea es la diferencia de tensión entre el origen y el final de la instalación. El paso de corriente por los conductores de un circuito ocasiona una pérdida de potencia en el transporte (caída de tensión por intensidad que circula). Esta caída de tensión debe ser inferior a los límites marcados por el Reglamento en cada parte de la instalación.

c) Criterio de la intensidad de cortocircuito

La intensidad de cortocircuito es aquella que circula por los conductores de una instalación cuando se produce un contacto directo entre dos conductores de distinto potencial.

La temperatura que puede alcanzar el conductor del cable, como consecuencia de un cortocircuito o sobreintensidad de corta duración, no debe sobrepasar la temperatura máxima (para menos de 5 segundos) asignada a los materiales utilizados para el aislamiento del cable. Esta temperatura se especifica en las normas particulares de los cables y suele ser de 160ºC para cables con aislamiento termoplástico y de 250ºC para cables con aislamientos termoestables.

Para realizar el cálculo de la sección y elegir el conductor apropiado para el circuito de una instalación, existe cierta disparidad de criterios. Nosotros seguiremos el procedimiento más utilizado en el cálculo de líneas interiores, que consiste en:

1. Calculamos la intensidad de corriente máxima que circulará por el circuito a partir de las potencias de todos los aparatos susceptibles de funcionar simultáneamente.
2. Con esta intensidad máxima se elige el dispositivo de protección de la línea cuya intensidad asignada o nominal sea la mayor y más próxima a la intensidad máxima calculada. Ese valor elegido es el valor de la intensidad de corriente admisible permanente del circuito, es decir, es la máxima intensidad que puede circular por el circuito, ya que si superamos este valor, la protección se dispara.
3. Con ese valor de la protección y utilizando la tablas del REBT, determinamos la sección normalizada del conductor. Se elige la sección cuya intensidad máxima admisible sea la mayor y más próxima a la intensidad de corriente nominal de la protección.
4. Calculamos la caída de tensión según sea el circuito monofásico o trifásico, utilizando la sección del conductor elegida, la intensidad de corriente admisible permanente del circuito y considerando la carga conectada en el extremo más alejado del mismo.
5. El valor de la caída de tensión obtenido se compara con los límites de la máxima caída de tensión admisible dados en el Reglamento: 3% de la tensión nominal desde el origen de la instalación para circuitos de alumbrado y 5% para otros usos; 3% en todos los casos si se trata de una vivienda. Si la caída de tensión obtenida es menor que el límite admisible, esta es la sección del conductor buscada. Si no, se toma la siguiente sección normalizada y se vuelve al punto anterior.

La experiencia dice que para longitudes inferiores a unas pocas decenas de metros el criterio determinante suele ser el de la máxima intensidad de corriente admisible y para longitudes mayores lo es el de la máxima caída de tensión.

En cuanto a la sección mínima que han de tener los conductores de protección, ésta está normalizada en el Reglamento y se determina a partir de la sección de los conductores de fase del circuito.

3.1.- Cálculo de la sección por intensidad.

Al realizar el cálculo de la sección de los conductores, debemos empezar calculando las líneas más próximas a los receptores, es decir, las líneas que se encuentran aguas abajo.

El sentido del cálculo es inverso al sentido del suministro, es decir, si el sentido de suministro es:

Acometida → LGA → Derivación individual → Líneas de la instalación interior

el sentido del cálculo sería:

Líneas de la instalación interior → Derivación individual → LGA

Para realizar el cálculo de la sección de un conductor, necesitamos conocer previamente:

• La potencia consumida por el receptor al que alimenta la línea
• El factor de potencia (cosφ). En viviendas el factor de potencia será de 1. En locales y servicios generales oscilará entre 0,8 y 0,9.
• La longitud de la línea

El valor de la intensidad que circula por un circuito depende del tipo de instalación y de la carga, y podemos calcularla con las siguientes expresiones:

Intensidad que circula por un circuito

Intensidad en corriente continua
Intensidad en corriente alterna monofásica
Intensidad en corriente alterna trifásica

Ejemplo

Calcula la intensidad que circula por un circuito de alumbrado de 1125 W en una vivienda.

Solución

Como nos encontramos en el interior de una vivienda, suponemos cos φ=1, y la tensión de suministro corriente alterna monofásica a 230V.

Con estos datos la intensidad que circula será:

Una vez calculada la intensidad del circuito, debemos elegir la protección adecuada. Para ello, la intensidad del Interruptor Automático debe ser mayor que la intensidad del circuito.

Los valores comerciales de PIA son:

10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100 y 125.

Para más de 125 A, no existen pequeños interruptores automáticos, sino que hablamos de Interruptores de Caja Moldeada, que según el fabricante y el modelo, serán regulables.

 

Ejemplo

Continuando con el circuito de alumbrado del ejemplo anterior, en el que hemos obtenido una intensidad de 4,9 A, la protección elegida sería la inmediatamente superior, es decir, 10 A.

El siguiente paso, consiste en elegir la sección del cable capaz de soportar la intensidad de la protección. Para ello acudimos a la tabla correspondiente del REBT.

Si tenemos una instalación subterránea debemos aplicar las tablas de la ITC-BT 07 (según sean los conductores de cobre o aluminio, o las instalaciones sean enterradas directamente, enterradas bajo o en galerías o canales) y si la instalación no es subterránea debemos acudir a la Tabla 1 de la ITC-BT 19"Intensidades admisibles (A) al aire 40° C. Nº de conductores con carga y naturaleza del aislamiento"con la que determinamos la sección que le corresponde al cable y la intensidad máxima que admite este cable.

Notas:

1. A partir de 25 mm² de sección.
2. Incluyendo canales para instalaciones (canaletas) y conductos de sección no circular.
3. 0 en bandejas no perforadas
4. 0 en bandeja perforada
5. D_e es el diámetro exterior del cable.

En el siguiente apartado analizamos esta tabla, dando las claves necesarias para poder utilizarla correctamente.