Fundamentos de Instalaciones Eléctricas: Dimensionamiento y Protección de Conductores

Parámetros Iniciales y Representación de Resistencias

Resistencia de tierra (R tierra): Humedad (Humedo) 24; Seco 65 

R barra vertical

Resistencia horizontal 

Resistencia Malla r=

Valores asociados a secciones (ejemplo): (14-2,08) (12-3,31) (10-5,26) (8-8,37) (6-13,3) (4-21,2)

(3-26,7) (2-33,6) (1-42,4) (1/0-53,5) (2/0-67,4) (3/0-85)

(4/0-107,2) (250-126,7) (300-152) (350-177,3) (400-202,7)

Notación de Intensidades

IB: Intensidad nominal de la carga.

IN: Intensidad nominal de la protección.

IZ: Intensidad nominal del conductor.

P de cobre   9,918  --  P de AL   0,028

Cálculo y Verificación de Conductores

Objetivos del Cálculo

• Protección contra sobrecargas.
• Protección contra cortocircuito.
• Protección contra contactos indirectos.
• Limitación de las caídas de tensión.
• Comprobación de las solicitaciones térmicas.

Factores de Ampliación y Compensación

Se considera una reserva del 20% para ampliaciones.

• Incrementar en un 80% (factor x 1,8) para cargas compensadas.
• Incrementar en un 150% (factor x 2,5) para cargas no compensadas.
• Factor de 1,5 para lámparas de vapor o de yoduros.
• Motores: 4 kW x 2. Motores de 4 a 50 kW, factor de 1,5.

Fórmula de Intensidad de Servicio

Is = ud x wat x 0,95 / 220     --     ( In > Is )

Tipos de Fusibles

• gL (fusible de empleo general): Utilizado en la protección de líneas. Ofrece respuesta lenta en las sobrecargas y rápida frente a los cortocircuitos.
• aM (fusible de acompañamiento de Motor): Protección de motores. Extremadamente lenta frente a las sobrecargas y rápida frente a los cortocircuitos.

Sistemas de Desconexión en Dispositivos

Existen 3 sistemas de desconexión:

1. Manual.
2. Térmico.
3. Magnético.

A 2,5 In podría suceder la desconexión entre los 15 y los 60 segundos.

Métodos para Cálculo de Caída de Tensión

Método de impedancias

Se realiza el levantamiento de la instalación a través de modelamientos de transformadores, conductores en resistencias y reactancias.

Método de composición

Se usan tablas. Los cálculos ya están realizados; solo se deben conocer: la sección, longitud e Icc al inicio de la línea.

Cmax: Factor máximo 1,05. m: Factor 1,05. Icc: Corriente de cortocircuito (kA).

Componentes y Funcionamiento de Disyuntores

Contactos

• Contactos internos (fijo y móvil): Son de plata, ofrecen elevada seguridad y larga duración.

Disparadores

• Disparador térmico: Compuesto por un bimetal que se dilata a la temperatura generada por el efecto Joule. La dilatación produce la apertura del contacto móvil, separándolo del fijo.
• Disparador magnético: Una bobina, por la que circula corriente, crea un campo magnético suficiente para desplazar el núcleo central, abriendo el disyuntor.

Cámara de Corte

Dispositivo enfriador del arco que se genera al abrir los contactos durante la circulación de la corriente de falla. Posee placas metálicas ferrosas aisladas unas de otras, que producen el enfriamiento del arco.

El tiempo de reacción del disyuntor es inversamente proporcional a la intensidad.

• Sobrecargas: El bimetal se calienta lentamente durante un largo tiempo.
• Corto Circuitos: El dispositivo abre el disyuntor en un tiempo corto.

Definiciones de Corrientes en Interruptores

• Corriente Nominal (I_N): Corriente que refieren las especificaciones de construcción y que representa el valor unitario en la característica de funcionamiento.
• Corriente de no funcionamiento (I_NF): Valor máximo de sobreintensidad que no hace disparar al interruptor dentro del tiempo convencional.
• Corriente de Funcionamiento (I_F): Valor mínimo de sobreintensidad que hace actuar al interruptor dentro del tiempo convencional.

Curvas de Respuesta (Tipos de Disyuntores)

• Tipo B: Su disparo magnético más corto permite eliminar los cortocircuitos de muy bajo valor. Aplicación en circuitos de control. Operan para corrientes entre 3 y 5 veces la In.
• Tipo C: Para instalaciones normales y protección de líneas. Operan entre 5 y 10 veces la IN.
• Tipo D: Protección de circuitos con fuertes picos de corriente. Protección de pequeños transformadores y motores, al disparar para corrientes de cortocircuito de alta intensidad, permiten altas sobreintensidades de arranque.

Poder de Ruptura

Es la más grande intensidad de cortocircuito que puede interrumpir el disyuntor en las condiciones de tensión dadas.

Relación entre corriente máxima o peak (I_P) y corriente de corto circuito (I_CC): 2,2 corto circuito (I_CC).