Ejemplos de cálculo de sección

baja tensión
introducción técnica
G) EJEMPLOS DE CÁLCULO DE SECCIÓN EN BT
Todas las fórmulas y tablas utilizadas en este apartado vienen explicados en los apartados anteriores.
1. - LÍNEA GENERAL DE ALIMENTACIÓN EN EDIFICIO DE VIVIENDAS
Sistemas de instalación:
Conductores aislados en el interior de tubos enterrados
método D.
Cables Afumex 1000 V (AS) (RZ1-K) unipolar según ITC-BT 14
(Los cables Afumex 1000 V (AS) Iris Tech son termoestables [ver apartado J, punto 3]).
Condiciones de instalación:
Estándares
– Temperatura del terreno 25 ºC
– Resistividad térmica del terreno 2,5 K.m /W
Datos cuantitativos de la instalación:
?
P = 120 kW
U = 400 V (trifásica)
cosϕ = 0,9
L = 32 m
Aplicando la fórmula para la corriente trifásica.
I = P / ( √ 3 . U . cos ϕ) = 120.000 / (√ 3 x 400 X 0,9) 192 A
Sección por el criterio de la intensidad admisible:
Tomamos el valor inmediato superior al calculado (192 A).
Método D - UNE 20460-5-523
Sección
mm2
Cobre
Aluminio
PVC2
PVC3
XLPE2
XLPE3
XLPE2
XLPE3
1,5
2,5
4
6
10
16
25
35
20,5
17
24,5
21
27,5
22,5
32,5
27,5
36
29
42
35
44
37
53
44
59
49
70
58
76
63
91
75
70
58
98
81
116
96
89
74
118
97
140
117
107
90
XLPE3 = trifásica con cable termoestable (máximo 90 ºC en el conductor).
50
70
95
120
150
185
240
300
140
115
166
138
126
107
173
143
204
170
156
132
205
170
241
202
185
157
233
192
275
230
211
178
264
218
311
260
239
201
296
245
348
291
267
226
342
282
402
336
309
261
387
319
455
380
349
295
SI = 95 mm2
Sección por el criterio de la caída de tensión:
Según la ITC-BT 19 (apartado 2.2.2.) la caída de tensión máxima en una LGA de edificio de viviendas como el que nos ocupa es de un 0,5 %
e = 400 x 0,005 = 2 V
Solución:
Scdt = L · P / (γ · e · U) = 32 x 120.000 / (44 x 2 x 400) ≈ 109
Scdt = 120 mm2
valor de γ a 90 ºC (cables de Cu termoestables como el Afumex 1000 V (AS) de nuestro cálculo)
Intensidad de cortocircuito máxima admisible:
Icc = 143 · S / √ t (p.e. si t = 1 s
Icc = 143 x 120 / √ 1 = 17160 A
S en mm2
t en s (valores entre 0,1 y 5)
Icc en A
50
baja tensión
introducción técnica
2. - DERIVACIÓN INDIVIDUAL EN EDIFICIOS DE VIVIENDAS
Sistemas de instalación:
Conductores aislados en el interior de tubos en hueco de la construcción
método B2.
Nuestra derivación individual
Otras derivaciones en la misma canalización
Condiciones de instalación:
– Temperatura 40 ºC
– Agrupamiento 6 circuitos
Datos cuantitativos de la instalación:
P = 5750 W (electrificación básica)
U = 230 V (monofásica)
cos ϕ = 0,9
L = 14 m
C1 = 0,55
Cable Afumex HAZ 750 V (AS) según ITC-BT 15
?
Como la DI es monofásica calculamos la intensidad de corriente con la fórmula para monofásica.
I = P / ( U . cos ϕ) = 5750 / (230 x 0,9)
28 A
Sección por criterio de la intensidad admmisible
UNE 20460-5-523
Número de circuitos o cables multiconductores
Punto
Disposición
1
2
3
4
6
9
12
16
20
1
Empotrados o embutidos
1,0
0,80
0,70
0,70
0,55
0,50
0,45
0,40
0,40
2
Capa única sobre los muros o los suelos o bandejas no perforadas
1,00
0,85
0,80
0,75
0,70
0,70
–
–
–
3
Capa única en el techo
0,95
0,80
0,70
0,70
0,65
0,60
–
–
–
4
Capa única sobre bandejas perforadas horizontales o verticales
1,0
0,90
0,80
0,75
0,75
0,70
–
–
–
5
Capa única sobre escaleras de cables, abrazaderas, etc.
1,0
0,85
0,80
0,80
0,80
0,80
–
–
–
Coeficiente de corrección por agrupamiento C1 = 0,55
Afectamos la intensidad calculada (28 A) del coeficiente de corrección por agrupamiento (0,55). Dividiendo 28 por 0,55 obtenemos I’, valor de la
intensidad con la que elegir en la tabla de intensidades admisibles. Se puede hacer multiplicando el coeficiente 0,55 por los valores de la tabla y
ver qué sección supera el valor 28 A pero es un proceso menos directo. Por supuesto en ambos casos el resultado es el mismo.
I’ = I/0,55 = 28/0,55
51A
51
baja tensión
introducción técnica
El cable Afumex Haz 750 V (AS) no tiene PVC pero es termoplástico igual que el PVC y por ello se busca así en la tabla (ver apartado J, punto 3).
Número de conductores con carga y naturaleza del aislamiento
A1
PVC3
A2
PVC2 = monofásica
con cable termoplástico
(máximo 70 ºC en el
conductor)
PVC3
PVC2
PVC2
XLPE3
XLPE3
XLPE2
B1
PVC3
PVC2
B2
PVC2
C
XLPE2
XLPE3
XLPE3
PVC3
XLPE2
XLPE2
PVC2
XLPE3
XLPE2
D*
PVC3
E
F
PVC3
mm2
SI = 16 mm2
Cobre
PVC2
1,5
2,5
4
6
10
16
25
35
50
70
95
120
150
185
240
2
11
15
20
25
34
45
59
-
3
11,5
16
21
27
37
49
64
77
94
-
4
13
17,5
23
30
40
54
70
86
103
-
5
13,5
18,5
24
32
44
59
77
96
117
149
180
208
236
268
315
6
15
21
27
36
50
66
84
104
125
160
194
225
260
297
350
7
16
22
30
37
52
70
88
110
133
171
207
240
278
317
374
8
16,5
23
31
40
54
73
95
119
145
185
224
260
299
341
401
9
19
26
34
44
60
81
103
127
155
199
241
280
322
368
435
XLPE3
XLPE2
PVC2
XLPE3
10
20
26,5
36
46
65
87
110
137
167
214
259
301
343
391
468
11
21
29
38
49
68
91
116
144
175
224
271
314
363
415
490
Sección por el criterio de la caída de tensión:
Según la ITC-BT 19 (apartado 2.2.2.) la caída de tensión máxima en una derivación individual de edificio de viviendas
como el que nos ocupa es de un 1 %
e = 230 x 0,01 = 2,3 V
Sección solución:
Scdt = 2 · L · P / (γ · e · U) = 2 x 14 x 5750 / (47,6 x 2,3 x 230)
Scdt = 6,4
Scdt = 10 mm2
SI = 16 mm2
valor de γ a 70 ºC (cables de Cu termoplásticos como el Afumex HAZ 750 V (AS))
Intensidad de cortocircuito máxima admisible:
Icc = 115 · S / √ t (p.e. si t = 0,1 s
S en mm2
t en s (valores entre 0,1 y 5)
Icc en A
Icc = 115 x 16 / √ 0,1 = 5819 A
52
XLPE2
12
24
33
45
57
76
105
123
154
188
244
296
348
404
464
552
13
140
174
210
269
327
380
438
500
590
baja tensión
introducción técnica
3. - ASCENSOR DE UN CENTRO COMERCIAL
DATOS INSTALACIÓN:
– Capacidad:
– Potencia:
– Suministro:
– Línea:
– Cos φ:
13 personas
46 kW
Trifásico a 400 V
70 m
0,8
Por tratarse de servicio de seguridad no autónomo en un local de pública concurrencia (ITC-BT 28 pto. 2) elegimos AFUMEX FIRS
(AS+) No propagador del incendio, con emisión de humos y opacidad reducida y RESISTENTE AL FUEGO (según UNE EN 50200)
(ITC-BT 28 pto. 4f, 4º párrafo).
De entre los diferentes sistemas de instalación, (ITC-BT-28, pto. 4 e)), elegimos cable unipolar bajo tubo grapado en pared en zona
no accesible al público.
DATOS ADICIONALES DE LA INSTALACIÓN:
– Temperatura ambiente: 35 ºC
– Influencia térmica: 5 circuitos adicionales instalados paralelamente también bajo tubo.
Nuestro circuito (ascensor)
Circuitos que influyen térmicamente
sobre el nuestro por su proximidad
(destinados a otros receptores)
SECCIÓN POR CAÍDA DE TENSIÓN:
I = P / (U . cosφ . √3) = 46.000 / (400 x 0,8 x 1,73) 83 A
5% de caída de tensión, (ITC-BT-19 pto. 2.2.2.)
ITC-BT 47 pto. 6 (motor ascensor)
e = caída de tensión en V,
(5% de 400V → 20V)
S = (1,3 . I . L . cosφ . √3) / (γ . e)
S = (1,3 x 83 x 70 x 0,8 x √3) / (44 x 20)
S = 11,89 ⇒ S = 16 mm2
El cable Afumex Firs tiene aislamiento termoestable
γ = 44 Cu (a 90 ºC T máx. aislamiento termoestable tipo XLPE, EPR, poliolefinas Z, silicona...)
Nota importante: γ = 56 Cu (a 20 ºC), γ = 47,6 Cu (a 70 ºC T máx. para casos de aislamiento termoplástico tipo PVC o poliolefinas Z1).
53
baja tensión
introducción técnica
SECCIÓN POR INTENSIDAD DE CORRIENTE ADMISIBLE:
Coeficiente aplicable por agrupación de circuitos
TABLA 52-E1, (UNE 20460-5-523, 2004).
Número de circuitos o cables multiconductores
Punto
Disposición de cables
1
2
3
4
6
9
12
16
20
1
Empotrados o embutidos
1,0
0,80
0,70
0,70
0,55
0,50
0,45
0,40
0,40
2
Capa única sobre los muros o los suelos o bandejas no perforadas
1,00
0,85
0,80
0,75
0,70
0,70
–
–
–
3
Capa única en el techo
0,95
0,80
0,70
0,70
0,65
0,60
–
–
–
4
Capa única sobre bandejas perforadas horizontales o verticales
1,0
0,90
0,80
0,75
0,75
0,70
–
–
–
5
Capa única sobre escaleras de cables, abrazaderas, etc.
1, 0
0,85
0,80
0,80
0,80
0,80
–
–
–
0,70
Coeficiente aplicable por temperatura ambiente diferente al estándar (40 ºC en España para instalaciones al aire)
TABLA 52-D1, (UNE 20460-5-523, 2004).
Temperatura ambiente (θA) (en ºC)
Material
aislante
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
PVC
XLPE o EPR
1,40
1,26
1,34
1,23
1,29
1,19
1,22
1,14
1,15
1,10
1,08
1,05
1,00
1,00
0,91
0,96
0,82
0,90
0,70
0,83
0,57
0,78
... por tanto la intensidad I’ a considerar para buscar la sección adecuada
ITC-BT-47 pto. 6 (motor ascensor)
I’ = I x 1,3 / (0,70 x 105)
6 circuitos
35 ºC T ambiente
I’ = 83 x 1,3 / (0,70 x 1,05) 147 A
I’
147 A
¡Hemos pasado de 83 A a tener que considerar 147 A por los COEFICIENTES de CORRECCIÓN!
54
1,05
baja tensión
introducción técnica
Buscamos ahora nuestra instalación de referencia:
TABLA 52-B2, (UNE 20460-5-523, 2004) (instalaciones de referencia).
=
3
Cable multiconductor empotrado directamente en una pared térmicamente aislante.
A1
4
Conductores aislados o cable unipolar en conductos sobre pared de madera o de mampostería, no espaciados una
B1
distancia inferior a 0,3 veces el diámetro del conductor de ella.
5
Cable multiconductor en conducto sobre pared de madera o de mampostería, no espaciado una distancia inferior a 0,3 veces
B2
el diámetro del conductor.
Instalación de referencia a utilizar para obtener las intensiddades admisibles ⇒ B1
Con la instalación de referencia y el tipo de cable obtenemos la sección.
TABLA A 52-1bis, (tablas de carga según modos de instalación).
Instalación con cable
termoestable (tipo XLPE)
y trifásica (3). Se escoge A1
XLPE3 en la tabla.
Número de conductores con carga y naturaleza del aislamiento
PVC3
A2
B1
I’
1º
147 A
PVC3
B1
PVC2
XLPE3
PVC2
XLPE3
XLPE2
2º
PVC3
PVC2
B2
PVC3
PVC2
C
PVC3
XLPE2
XLPE3
XLPE3
XLPE2
3º
PVC2
XLPE2
XLPE3
XLPE2
D*
PVC3
E
F
Cobre
S = 70 mm2
PVC2
PVC3
mm2
1,5
2,5
4
6
10
16
25
35
50
70
95
120
150
185
240
2
11
15
20
25
34
45
59
-
3
11,5
16
21
27
37
49
64
77
94
-
4
13
17,5
23
30
40
54
70
86
103
-
5
13,5
18,5
24
32
44
59
77
96
117
149
180
208
236
268
315
SOLUCIÓN
FIRS (AS+)
1 x 70 mm2
55
4º
6
15
21
27
36
50
66
84
104
125
160
194
225
260
297
350
7
16
22
30
37
52
70
88
110
133
171
207
240
278
317
374
8
16,5
23
31
40
54
73
95
119
145
185
224
260
299
341
401
9
19
26
34
44
60
81
103
127
155
199
241
280
322
368
435
XLPE3
XLPE2
PVC2
XLPE3
10
20
26,5
36
46
65
87
110
137
167
214
259
301
343
391
468
11
21
29
38
49
68
91
116
144
175
224
271
314
363
415
490
XLPE2
12
24
33
45
57
76
105
123
154
188
244
296
348
404
464
552
13
140
174
210
269
327
380
438
500
590
baja tensión
introducción técnica
CORTOCIRCUITO ADMISIBLE:
TABLA F-2.
Duración del cortocircuito, en segundos (t)
Sección
(S)
50
70
95
0,1
0,2
0,3
0,5
1
1,5
2,0
2,5
3,0
22.610
31.654
42.960
15.988
22.383
30.377
13.054
18.276
24.803
10.112
14.156
19.212
7.150
10.010
13.585
5.838
8.173
11.092
5.056
7.078
9.606
4.522
6.331
8.592
4.128
5.779
7.843
RADIO MÍNIMO DE CURVATURA:
Sección nominal
mm2
Espesor de aislamiento
mm
Diámetro sobre aislamiento
mm
Diámetro exterior
mm
1 x 35
1 x 50
1 x 70
0,9
1
1,1
8,8
10,3
12
12,4
13,9
15,6
TABLA (apartado H).
Cables no armados
Cables armados
D*
Radio de curvatura mínimo
Radio de curvatura mínimo
D < 25
25 ≤ D ≤ 50
D > 50
4D
5D
6D
10 D
rmin = 4 D = 4 x 15,6 = 62,4 mm
56