Dimensionado de hilos y cables

Mediante el dimensionado, intentamos determinar la sección transversal óptima del conductor o cable que cumplirá todos los requisitos: seguridad, fiabilidad y economía .

El uso de una sección transversal insuficiente es inaceptable, ya que puede causar graves averías, incendios o lesiones.  Por otra parte, el uso de una sección transversal excesivamente grande es a su vez antieconómico y conlleva unos costes de inversión más elevados. Para que los conductores y los cables se dimensionen de acuerdo con las condiciones de funcionamiento dadas y los requisitos de , deben especificarse los siguientes parámetros para cada conductor o cable en la documentación (catálogo) :

– Corriente nominal In [A]

– constante de tiempo de calentamiento τ [s]

– temperatura superficial a corriente nominal υ [ºC]

– mayor resistencia del núcleo activo R [Ωkm-1]

– reactancia inductiva más alta del núcleo para conductores multifilares dobles y y cables XL [Ωkm-1]

– resistencia mínima de aislamiento del conductor o del cable a la temperatura de funcionamiento máxima admisible Riz [Ωkm-1]

La tarea de dimensionar no es fácil, pero ahora se dispone de ayudas informáticas para resolverla .

Criterios de dimensionamiento

A la hora de diseñar un sistema de distribución de energía, debemos cumplir los requisitos básicos en los que se basan los criterios de dimensionamiento de conductores y cables , entre los que se incluyen:

– dimensionamiento en función de la temperatura de funcionamiento admisible de los conductores y los núcleos de cables,

– dimensionamiento en función de la capacidad de transporte de corriente admisible,

– dimensionamiento en función de la caída de tensión admisible,

– dimensionamiento en función de la economía,

– dimensionamiento en función de la resistencia mecánica,

– dimensionamiento en función de los efectos térmicos y dinámicos de las corrientes de cortocircuito,

– dimensionamiento según la función correcta de protección contra tensiones de contacto peligrosas (contra descargas eléctricas).

A la hora de dimensionar, siempre hay que tener en cuenta todos los criterios y la sección transversal debe ser adecuada para cada caso concreto. En la práctica, por tanto, hay dos formas básicas de proceder:

1. Dimensionamiento según todos los criterios: para todos los criterios, se calcula la sección transversal del conductor y se selecciona como resultado la sección transversal más grande.

2. Dimensionamiento según el criterio básico: se calcula la sección transversal sólo para el criterio básico y se comprueban los demás criterios.

La diferencia entre control de tamaño y 

La diferencia entre el dimensionamiento y la inspección es que para el dimensionamiento se utiliza una fórmula en la que la sección transversal S es una incógnita. En la comprobación, la sección transversal ya determinada por el criterio básico se introduce en la fórmula y el cálculo verifica que la variable observada se encuentra dentro del intervalo definido. El criterio básico varía en función del tipo de cableado de la instalación eléctrica. Por ejemplo. en instalaciones interiores de edificios, el criterio más importante es según la capacidad de transporte de corriente admisible. En las redes de distribución, debido a la mayor longitud de las líneas, es importante el criterio según la caída de tensión admisible.

Dimensionamiento según la función correcta de protección contra la tensión de contacto peligrosa (contra descargas eléctricas)

Las secciones de los conductores de protección en en función del tipo de medida de protección y el método de instalación se determinan por STN 332000-4-41:2007.

En los sistemas TN, las secciones transversales de los conductores deben ser lo suficientemente grandes para que la impedancia del bucle de disparo sea lo suficientemente baja como para alcanzar los tiempos de disparo de los elementos fusibles cuando se produce un cortocircuito directo en el extremo del bucle (en el aparato).

Los conductores y los cables se dimensionarán en los sistemas TN de forma que se genere una corriente en la hembra entre el conductor más externo y protector que, al pasar por el elemento fusible (fusible, disyuntor), provoque la desconexión del circuito de defecto antes de que se perjudique la salud humana o se dañe el equipo o la instalación eléctrica protegida.

Un elemento crítico en el cálculo de la impedancia admisible del bucle de disparo es el tiempo durante el cual debe desconectarse el circuito de falta . Esto depende de la tensión de funcionamiento y del método de contacto con el equipo eléctrico defectuoso.

Se aplican las siguientes condiciones:

 – Para la tensión de fase 230 V y los circuitos de toma de corriente de hasta 63 A, de a los que se conectan aparatos eléctricos de la clase de protección I (manuales o portátiles) directamente o a través de un enchufe, el tiempo hasta la desconexión puede ser de 0,4 s como máximo,

– para los aparatos eléctricos cableados, el tiempo de desconexión puede ser de 5 s como máximo,

– si estas condiciones no pueden cumplirse utilizando dispositivos de protección contra sobreintensidades, deberá utilizarse una protección adicional mediante un acoplamiento o un protector contra sobretensiones.

En los sistemas TT de , la resistencia de puesta a tierra es la variable decisiva.