calcular protecciones electricas

Calcula tus protecciones eléctricas de forma fácil y precisa con estos consejos prácticos

Las instalaciones eléctricas siempre conllevan riesgos tanto para las personas que las usan como para los sistemas que alimentan. Por esta razón, en España se exige cumplir con la normativa vigente en baja tensión, que incluye el Reglamento electrotécnico para baja tensión. Este establece la obligatoriedad de instalar dispositivos de protección que actúen en caso de peligro.

PROTECCIÓN FRENTE SOBRECARGAS

Sobrecargas: un peligro para tus circuitos eléctricos

Las sobrecargas son aumentos sostenidos en la corriente eléctrica que pueden dañar gravemente los circuitos si superan la intensidad admisible. Esto puede llevar a una rápida degradación del aislante que los cubre.

Para proteger tus circuitos de esta amenaza, es crucial utilizar dispositivos como fusibles o interruptores magnetotérmicos (MCB). Estos últimos también se conocen como interruptores de caja moldeada (MCCB) o bastidores abiertos (ACB) cuando se trata de corrientes de al menos 125 [A]. Estos componentes deben cumplir con los criterios mínimos establecidos en la ITC-BT-22 para proteger contra sobreintensidades.

Las protecciones contra sobrecargas se clasifican en dos tipos: magnetotérmicos o fusibles, y se basan en el elemento o sistema que están diseñados para proteger (curva de disparo o tipo).

PROTECCIÓN FRENTE SOBRETENSIONES

Las sobretensiones pueden ser transitorias o permanentes, y tienen distintas causas. Las transitorias, generalmente, son provocadas por fenómenos atmosféricos, como los rayos. Las permanentes, por otro lado, surgen debido a anomalías en el suministro eléctrico, ya sea por mantenimiento o maniobras.

Para proteger los dispositivos de las sobretensiones transitorias, se suelen instalar varistores. Estos componentes se conectan entre la tierra y los conductores activos (polos o fases) para descargar la sobretensión a tierra cuando la tensión sobrepasa el límite establecido.



Por otro lado, para prevenir las sobretensiones permanentes, se utilizan protectores de sobretensión. Estos dispositivos comparan la tensión del conductor con una referencia para determinar su valor, y si supera el límite máximo, interrumpen el circuito. Es importante mencionar que estos protectores pueden volver a activarse una vez que la sobretensión ha cesado.

Evaluación de la Seguridad de cada sistema en el circuito

Según la corriente máxima simultánea de cada circuito, el número necesario de polos (2 para circuitos monofásicos) y la corriente de falla en cada tablero (donde en este caso ICC= 2.5 kA en el TS), determinamos los datos de protección para cada circuito basados en los valores comerciales.

Es importante señalar que, aunque en este caso se asignó el dato de Icc= 2.5 kA, también se puede estimar a partir del valor de corriente de corto circuito en la acometida proporcionado por la distribuidora, o mediante una estimación previa según se explica en T03.1 - Cálculo de la Corriente de Corto Circuito.

Un aspecto a tener en cuenta al proteger el cable 1 en esta selección es su selectividad, es decir, asegurarnos de que en caso de una falla, primeramente actúen las protecciones más cercanas al lugar de la falla. Esto significa que, en caso de una falla en los cables 2, 3 o 4, primero se activarían sus respectivas protecciones y luego la del cable 1, ya que esta última dejaría fuera de servicio todo el tablero TS.

PROTECCIONES NECESARIAS

Para diseñar una instalación eléctrica adecuada, es necesario consultar la ITC-BT (Instrucción Técnica Complementaria) correspondiente del Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT). Esta instrucción regula la tipología de la instalación en cuestión y especifica la lista de elementos a instalar, así como las características mínimas que deben cumplir.

Por ejemplo, las farolas y otros sistemas de iluminación al aire libre están sujetos a la ITC-BT-09, la cual se centra específicamente en las instalaciones de alumbrado exterior. En su apartado 4, se detallan todas las protecciones que deben ser incluidas en la instalación.

PROTECCIÓN FRENTE CORTOCIRCUITOS

Los cortocircuitos son situaciones muy peligrosas que pueden ocurrir en un circuito eléctrico, cuando dos conductores con tensiones diferentes entran en contacto directo sin una carga entre ellos. Esto provoca un pico de corriente extremadamente alto debido a la baja resistencia entre ambos puntos, lo que puede fundir los cables con facilidad.

Para prevenir estos accidentes, es necesario instalar fusibles o interruptores en el circuito. Estos dispositivos tienen la función de proteger contra cortocircuitos y sobrecargas. Es importante destacar que en un mismo circuito, solo se debe instalar un dispositivo que cumpla ambas funciones, en lugar de dos.

Para elegir el componente de protección adecuado, es necesario seguir los criterios establecidos en la ITC-BT-22 sobre la protección contra sobreintensidades, mencionada en el apartado anterior. Cabe señalar que la selección de este componente se realiza tras comprobar el criterio de cortocircuito, una de las tres comprobaciones necesarias para calcular la sección de un conductor en un circuito.

PROTECCIÓN FRENTE DERIVACIONES

Las descargas eléctricas se originan cuando el aislamiento de un cable se deteriora y entra en contacto con algún elemento externo, o también pueden ocurrir debido a una falla interna en máquinas o electrodomésticos. Para prevenir riesgos para las personas por contacto directo o indirecto, se utilizan dispositivos llamados interruptores diferenciales. Estos interrumpen el flujo de corriente si detectan una diferencia entre la intensidad de las fases y el neutro que supere la sensibilidad del interruptor. Cabe destacar que esta detección solo se realiza aguas abajo del diferencial, quedando desprotegido el tramo previo.

La elección de un interruptor diferencial adecuado dependerá principalmente de la intensidad nominal del circuito y del tipo de instalación o lugar donde se encuentre. Esto determinará la sensibilidad requerida para el dispositivo. Es importante tener en cuenta estos factores al momento de seleccionar un interruptor diferencial para asegurar una protección efectiva contra derivaciones eléctricas.

Cálculo de la Potencia Estimada en cada Circuito

En la instalación eléctrica, en caso de conocer la potencia máxima simultánea real del circuito gracias a mediciones o datos de los equipos a conectar, se emplea esta información. Sin embargo, si no se dispone de dichos datos, se seguirán los valores mínimos establecidos por la normativa vigente, los cuales se determinan de acuerdo al siguiente criterio.

El primer paso es calcular el valor total de potencia que comprende el circuito, el cual puede obtenerse a través de una suma de potencias individuales (4994 VA en este caso). Posteriormente, este valor se verá reducido por el factor de simultaneidad (0.9) debido a la presunción de un grado de electrificación media. Este cálculo se realiza con base en la potencia resultante y la cantidad y tipo de circuitos presentes.

Determinación de la sección requerida por fallo en cortocircuito

Para asegurar la resistencia de los cables ante una falla y su posterior protección, se determina la sección mínima en base a factores como la corriente de la falla, el material y el aislamiento del cable, y el tiempo necesario para eliminarla.



En este caso, se ha asignado el valor de Icc, pero también puede estimarse tomando en cuenta la corriente de corto circuito en la acometida que indique la Distribuidora o mediante una estimación previa según se detalla en: T03.1 - Cálculo de la Corriente de Corto Circuito.

Cálculo de la Dimensionamiento por Corriente Sugerida

Para verificar si la sección mínima adoptada es adecuada para trasportar la carga, es necesario comprobar su corriente admisible, que debe estar protegida por la protección elegida.

La corriente admisible de cada cable varía según el tipo de cable y las condiciones del tendido, como se especifica en el planteamiento inicial del ejemplo.

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