Calculadora de Longitud Máxima
Esta calculadora de longitud máxima determina el valor máximo que puede tener la longitud del cable (distancia o recorrido del cable) sin superar los límites de caída de tensión reglamentarios.
A medida que la corriente fluye a través de un conductor, siempre hay una pérdida de voltaje, conocida como caída de tensión. Si el cable es demasiado largo o su sección es insuficiente, esta caída puede ser excesiva, resultando en que los aparatos y equipos no reciban el voltaje adecuado.
Esta calculadora de cables, es fundamental para evitar una caída de tensión excesiva que pueda provocar un rendimiento deficiente, mal funcionamiento, o incluso daños permanentes en los equipos conectados.
Esta calculadora es una herramienta de asistencia para el dimensionamiento preliminar y no sustituye el asesoramiento de un profesional cualificado. Los cálculos se basan en la normativa REBT vigente en España, pero las condiciones reales de cada instalación pueden variar. Siempre consulte a un electricista o ingeniero antes de realizar cualquier trabajo.
Contenidos
Funcionamiento de la Calculadora de Longitud Máxima
Se trata de una calculadora técnica diseñada para determinar la longitud máxima admisible en circuitos eléctricos, asegurando el cumplimiento de los requisitos reglamentarios.
Para realizar los cálculos, requiere introducir datos esenciales como el tipo de corriente (continua, alterna monofásica o trifásica) y el nivel de tensión de operación, junto con las características del cableado: material conductor (cobre o aluminio) y tipo de aislamiento (termoplástico a 70°C o termoestable a 90°C), con la posibilidad de modificar manualmente los valores de conductividad cuando sea necesario.
El proceso continúa solicitando 2 parámetros críticos: el porcentaje máximo permitido de caída de tensión para ese tramo y la sección del conductor prevista para la instalación.
Como datos finales, se incorporan los valores correspondientes al receptor o carga eléctrica, que pueden introducirse tanto en forma de potencia como de intensidad, complementados en el caso de corriente alterna con el correspondiente factor de potencia.
Tipo de Corriente y Tensión
Se selecciona una de las siguientes opciones:
● Corriente continua (DC)
● Corriente alterna (AC) monofásica
● Corriente alterna (AC) trifásica
A continuación, se elige la tensión nominal del circuito. La herramienta ofrece valores predeterminados según el tipo de corriente seleccionado (continua, monofásica o trifásica), pero también permite introducir manualmente cualquier otro valor de tensión cuando sea necesario.
Material del Cable
Se seleccionan las características del cable. Hay 3 campos:
● Selección del conductor:
– Cobre
– Aluminio
● Selección del aislamiento:
– Termoplástico a 70ºC (PVC, poliolefina termoplástica Z1, etc)
– Termoestable a 90ºC (XLPE, EPR, poliolefina termoestable Z, goma de silicona, etc.)
● Selección de la conductividad del conductor (opcional): el sistema muestra automáticamente un valor predeterminado basado en el material conductor y tipo de aislamiento elegidos, aunque el usuario puede ajustarlo manualmente si lo requiere. Ejemplos de valores por defecto:
– Cobre a 70ºC (PVC): γ ≈ 48 m/Ω·mm2
– Cobre a 90ºC (XLPE/EPR): γ ≈ 44 m/Ω·mm2
– Aluminio a 70ºC (PVC): γ ≈ 30 m/Ω·mm2
– Aluminio a 90ºC (XLPE/EPR): γ ≈ 28 m/Ω·mm2
Parámetros del Cable
En este apartado se definen 2 campos:
● Caída de tensión máxima (ΔV%): este campo requiere especificar el porcentaje máximo de caída de tensión admisible, determinado por la ITC-BT-19 del REBT que fija los límites máximos de caída de tensión permitidos:
– Viviendas: 3% de la tensión nominal.
– Otras instalaciones: 3% (alumbrado) y 5% (otros usos).
– Instalaciones industriales (AT): 4,5% (alumbrado) y 6,5% (demás usos).
● Sección: corresponde a la sección del conductor activo (fase o polo), expresada en mm². El selector incluye los valores normalizados: 1.5, 2.5, 4, 6, 10, 16, 25, 35, 50... mm2, entre otros.
Datos del Receptor
El usuario puede especificar la carga mediante potencia o intensidad:
● Potencia: es la potencia de la carga, en W.
● Intensidad: es la intensidad de la carga, en A.
● Factor de potencia o cos φ (adicional): para corriente alterna (monofásica/trifásica), debe indicarse adicionalmente el factor de potencia (cos φ), con valor por defecto 1. En corriente continua, este parámetro siempre vale 1.
Fundamentos Teóricos de la Calculadora de Longitud Máxima
Cuando se introduce el valor de potencia, la intensidad (I) se calcula mediante:
– Para corriente continua:
– Para corriente alterna monofásica:
– Para corriente alterna trifásica:
Las fórmulas de cálculo de la longitud (L) en función de la caída de tensión se obtienen de la combinación de la fórmula de la resistencia de un conductor RL y de la Ley de Ohm para la caída de tensión.
La fórmula general de la resistencia de un conductor es:
Y aplicando la Ley de Ohm a un conductor, se obtiene la caída de tensión en el cable con las siguientes fórmulas, dependiendo respectivamente de que se trate de corriente continua, alterna monofásica o alterna trifásica:
En corriente alterna monofásica la caída de tensión del conductor sería de ΔV = I ⋅ (RL ⋅ cos φ + XL ⋅ sen φ) y en trifásica de ΔV = √3 ⋅ I ⋅ (RL ⋅ cos φ + XL ⋅ sen φ). No obstante, en baja tensión, al ser XL mucho menor que R, se suele simplificar despreciando el término reactivo, motivo por el que se usan las anteriores fórmulas.
Para el cálculo en corriente continua y circuitos monofásicos, se debe tomar en cuenta la distancia total del recorrido (conductor de ida y retorno), por lo que se añade el “2”.
En sistemas trifásicos equilibrados, por el contrario, solo se requiere la longitud de un único conductor, pero referido a valores de línea, por lo que se añade el “√3”.
Longitud en Función de la Caída de Tensión en Corriente Continua (DC)
Combinando la resistencia de un conductor y la Ley de Ohm para corriente continua se obtiene la primera fórmula de longitud por caída de tensión.
Si se combina esa fórmula con la correspondiente a la potencia se obtiene la segunda fórmula.
Por último, para obtener la tercera fórmula, se ha de combinar la anterior con la caída de tensión en porcentaje.
Se obtendrán las siguientes fórmulas. Se puede utilizar cualquiera de las 3 dependiendo de los datos disponibles:
Longitud en Función de la Caída de Tensión en Alterna Monofásica (AC)
Del mismo modo, al integrar las 2 fórmulas correspondientes para la corriente alterna monofásica, se obtiene que, el cálculo de la longitud, se puede realizar con cualquiera de estas 3 fórmulas:
Longitud en Función de la Caída de Tensión en Alterna Trifásica (AC)
Combinando las fórmulas correspondientes se puede utilizar cualquiera de estas fórmulas para calcular la longitud en corriente alterna trifásica:
Consideraciones Importantes de la Calculadora de Longitud Máxima
A continuación, se detallan los aspectos importantes relacionadados con la longitud de un cable:
● Límites del REBT: es esencial recordar que, los límites máximos de caída de tensión porcentual establecidos en la normativa eléctrica, varían según el tipo de circuito (por ejemplo, alumbrado o fuerza) y la naturaleza de la instalación (viviendas, locales comerciales, instalaciones industriales, etc.).
● Conductividad: los valores de conductividad para cobre y aluminio son fundamentales. La calculadora utiliza valores de conductividad asociados a la temperatura de régimen de aislamiento (70ºC para termoplástico o 90ºC para termoestable), ya que esta es la temperatura máxima que el conductor podría alcanzar bajo condiciones normales de operación.
● Reactancia inductiva: esta calculadora considera principalmente la resistencia óhmica del cable para estimar la longitud. En casos especiales (secciones grandes o longitudes extremas en CA), la reactancia inductiva (XL) podría ser relevante, pero para la mayoría de instalaciones de baja tensión, omitirla es una simplificación válida y aceptable.
● Cos φ o factor de potencia: en sistemas de corriente alterna, el factor de potencia es un parámetro fundamental que debe ser tenido en cuenta. Un cos φ bajo implica una mayor contribución de la componente reactiva (XL) en la caída de tensión, aunque esta calculadora se centra en la resistencia.
● Sistema trifásico equilibrado: la fórmula utilizada para calcular la caída de tensión en sistemas trifásicos asume una instalación equilibrada. Esto significa que se espera que las corrientes en las tres fases sean iguales en magnitud y estén desfasadas simétricamente entre sí (120º). En estas condiciones ideales, la corriente que circula por el conductor neutro es mínima o nula, lo que simplifica el cálculo de la longitud en función de la caída de tensión.
También te puede interesar:
Subir
Deja una respuesta