Calculadora de Protección Total: Sobrecarga, Cortocircuito y Curva (B, C, D)
Un interruptor magnetotérmico tiene una doble misión: proteger el cable contra el calentamiento lento (Sobrecarga) y cortar la corriente instantáneamente ante un cruce de fases (Cortocircuito).
Sin embargo, en líneas largas, un cortocircuito puede ser tan débil que el automático 'no lo vea', provocando un incendio.
Esta calculadora de protección total verifica no solo el calibre (Amperios), sino también la curva de disparo (B, C o D) y el Poder de Corte (kA), asegurando que el dispositivo actuará a tiempo tanto en la falla máxima (al inicio de la línea) como en la mínima (al final del cable).
Con esta calculadora de cables podemos determinar el calibre (corriente nominal In) del interruptor magnetotérmico y la sección mínima del cable necesaria para una protección eficaz contra sobrecargas, así como el poder de corte (PdC) y el tipo de curva del magnetotérmico para una adecuada protección contra cortocircuitos.
El resultado del cálculo garantiza que el magnetotérmico (In) seleccionado protegerá al cable contra sobrecargas y cortocircuitos con la sección de conductor proporcionada cumpliendo las condiciones exigidas por la normativa.
Contenidos
Automático Correcto para proteger a Sobrecarga y Cortocircuito
Esta herramienta determina el calibre adecuado del magnetotérmico (In) y la sección mínima del cable necesaria para garantizar una protección eficaz contra sobrecargas. Asimismo, obtiene el poder de corte y tipo de curva, para proteger el cable a cortocircuitos.
Protección del Cable a Sobrecarga
El cálculo se basa en la condición que debe cumplir un magnetotérmico para proteger al cable contra cualquier sobrecarga:
donde:
I = corriente de la carga (A)
In = calibre del magnetotérmico (A)
Iz = corriente máxima admisible del cable según su sección y condiciones de instalación (A)
La calculadora selecciona el calibre normalizado del magnetotérmico (In) inmediatamente superior a I, y la sección mínima del cable cuya Iz sea igual o mayor que In, asegurando la protección.
Protección del Cable a Cortocircuito
El cálculo está basado en las 2 condiciones que debe cumplir un magnetotérmico para proteger al cable contra cualquier cortocircuito:
– 1ª condición contra cortocircuito: el magnetotérmico debe tener poder de corte PdC suficiente. La condición exige que el poder de corte sea superior a la corriente de cortocircuito máxima Iccmáx.
Al cumplir esta condición evitamos que se suelden sus contactos o se provoque un arco eléctrico permanente que derive en incendio.
– 2ª condición contra cortocircuito: el magnetotérmico debe cortar antes de que los conductores alcancen su temperatura límite admisible, por lo que el tipo de curva debe ser adecuado para cualquier corriente de cortocircuito que pueda presentarse. La condición exige que la corriente de cortocircuito mínima sea superior a la corriente de disparo magnético.
Cuando un cable es muy largo, su impedancia aumenta. Según la Ley de Ohm (I = V/R), a mayor resistencia, menor es la corriente de cortocircuito mínima (Iccmín) que se produce al final de la línea.
Si esta Iccmín es demasiado baja, el interruptor magnetotérmico no activará su disparo magnético (que es instantáneo), sino que actuará por su disparo térmico (que es lento, pudiendo tardar segundos o minutos). Durante ese tiempo, el cable se calienta peligrosamente, superando su temperatura límite admisible y pudiendo provocar un incendio o derretir el aislamiento.
Si al realizar los cálculos comprobamos que Iccmín es menor que el umbral de disparo del magnetotérmico (Imag), tenemos 2 caminos: bajar la curva de disparo (de C a B) o subir la sección del cable. Al poner un cable más grueso, reducimos la resistencia de la línea, aumentando la Iccmín.
La calculadora obtiene el poder de corte y tipo de curva del magnetotérmico adecuada para que quede bien protegido el cable contra cualquier cortocircuito que se pueda presentar.
Cómo Rellenar los Datos: Curvas y Corrientes de Falla
Este apartado contiene los campos para que el usuario introduzca la información específica relacionada con el tipo de corriente, material y parámetros del cable, así como los datos del receptor y de las corrientes previsibles de cortocircuito.
Tipo de Corriente y Tensión
El primer paso es definir las características eléctricas de la línea. Mediante un selector se podrá elegir entre:
● Corriente continua (CC)
● Corriente alterna (CA) monofásica
● Corriente alterna (CA) trifásica
Después, se introduce la tensión nominal, mediante un campo numérico con valor por defecto y posibilidad de edición.
Material del Cable
Se definen las siguientes características del cable mediante campos de selección:
● Material del conductor: se elige mediante un desplegable entre:
– Cobre
– Aluminio
● Material del aislamiento: se puede seleccionar mediante otro desplegable entre:
– Termoplástico a 70ºC: PVC o poliolefina termoplástica Z1.
– Termoestable a 90ºC: XLPE, EPR, poliolefina termoestable Z o goma de silicona.
Parámetros del Cable
Estos parámetros afectan a la capacidad del cable para disipar calor y, por tanto, a su corriente máxima admisible. Se consideran 2 variables a elegir mediante campos desplegables:
● Configuración del cable: es la forma en que se instalan y agrupan los conductores.
– Cable unipolar: conductores individuales aislados que se instalan por separado (mejor disipación de calor).
– Cable multipolar: varios conductores agrupados en una sola envoltura (mayor acumulación de calor).
● Método de instalación: es la forma de colocación del cable en la instalación. La ITC-BT-19 clasifica estas instalaciones con códigos, como A1, B1, C, etc., siendo los más comunes:
– Bajo tubo empotrado en obra o montaje superficial
– Bajo tubo empotrado en paredes térmicamente aislantes
– Directamente sobre pared o bandeja no perforada (continua)
– Al aire o sobre bandeja perforada
Datos del Receptor
Se introducen los datos de la carga eléctrica, pudiendo seleccionar entre:
● Potencia: si se introduce la potencia en vatios (W), se calcula automáticamente la intensidad. Para circuitos de CA, se añade el factor de potencia (cos φ). El valor puede ajustarse entre 0 y 1. En corriente continua este valor no se aplica, porque es un concepto de corriente alterna (siempre es 1).
● Intensidad: si se selecciona este campo numérico se introduce la intensidad de la carga eléctrica, en amperios (A).
Datos del Cortocircuito o Corrientes de Falla
● Corriente de cortocircuito máxima (Imáx): campo numérico para introducir la corriente de cortocircuito máxima prevista en el punto donde está situado el magnetotérmico, en A.
● Corriente de cortocircuito mínima (Imín): campo numérico para introducir la corriente de cortocircuito mínima prevista en el punto final de la línea protegida por el magnetotérmico, en A.
Se deben disponer de estos datos. En cualquier caso, se pueden obtener de forma aproximada con la Calculadora de cortocircuito sin datos de la red de baja tensión.
Tipo de Curva del Magnetotérmico (B, C, D)
Se selecciona entre las curvas normalizadas de los magnetotérmicos, curva B, curva C o curva D, mostrando el valor fijo normalizado del número de veces que se ha de superar la corriente nominal In del magnetotérmico para que se produzca el corte magnético instantáneo (se considera como disparo instantáneo el valor mayor de Imag, es decir, el umbral de disparo seguro < 0,1 s).
Si se selecciona “Otra curva”, se puede ajustar el número de veces que se ha de superar la corriente nominal In del magnetotérmico para el corte instantáneo.
Interpretación: ¿Cumple los Dos Criterios?
La calculadora de protección a sobrecarga y cortocircuito determinará la intensidad de la carga, si se ha seleccionado potencia, siendo el cálculo de la intensidad (I) el siguiente:
– Para corriente continua:
– Para corriente alterna monofásica:
– Para corriente alterna trifásica:
Validación Térmica
Se proporcionará la condición de sobrecarga I ≤ In ≤ Iz con los datos necesarios para que el cable quede protegido correctamente. Muestra estos datos:
– Intensidad calculada (I): valor en amperios.
– Calibre del magnetotérmico (In): valor normalizado (10A, 16A, 20A, 25A, 32A, 40A, 50A, 63A, 80A, 100A, 125A, 160A y 250A).
– Corriente máxima admisible (Iz): corriente de la tabla de la ITC-BT-19 de cables no enterrados cuya corriente Iz sea igual o mayor que el calibre In.
– Sección mínima del cable: sección comercial, en mm², que corresponde a la anterior Iz según tabla.
La calculadora detectará automáticamente cuando los parámetros de entrada provoquen que Iz exceda los valores máximos de la tabla de la ITC-BT-19, mostrando en ese caso el mensaje de advertencia: "¡Sección fuera de rango!".
Para más información, se puede consultar la condición contra sobrecargas en el apartado de Protección a sobrecargas del interruptor automático.
Validación Magnética
A continuación, se muestran las 2 condiciones de cortocircuito PdC > Imáx y Imín > Imag, con los siguientes datos:
– Poder de corte mínimo (PdC): se calcula automáticamente, en A, de acuerdo a la primera condición relacionada con la corriente de cortocircuito máxima Imáx en el punto de instalación del magnetotérmico.
Si la corriente de cortocircuito máxima es igual o superior a 100000 A, aparecerá un mensaje de aviso: “¡Corriente de cortocircuito fuera de rango!”.
– Corriente magnética de disparo (Imag): según el tipo de curva seleccionada en la introducción de datos y la corriente de cortocircuito mínima Imín en el punto final de la línea protegida se evalúa la segunda condición.
Si la curva seleccionada del magnetotérmico no es adecuada para cumplir con esta condición, aparecerá un mensaje indicando: “¡Se debe cambiar la curva del magnetotérmico!”.
En este caso, se debe modificar el dato de entrada del tipo de curva del magnetotérmico y seleccionar una curva con una corriente magnética menor, es decir, con un valor inferior del “Número de veces la corriente nominal In”.
Si el cambio de curva del magnetotérmico no resuelve el problema, será necesario reducir la resistencia del cable para incrementar la corriente de cortocircuito mínima (Imín). Esto suele ocurrir en líneas muy extensas, donde la solución más práctica es aumentar la sección del conductor, ya que acortar la longitud no siempre es viable.
Para un análisis detallado de las 2 condiciones contra cortocircuitos, se puede consultar en el apartado de Protección a cortocircuitos del interruptor automático.
Consideraciones de la Calculadora de Protección de Cable a Sobrecarga y Cortocircuito
Es importante tener en cuenta los siguientes aspectos para garantizar una instalación segura y eficiente:
● Aplicación específica: la calculadora está diseñada para conductores no enterrados, como los instalados en superficie, bandejas o tubos. Funciona perfectamente con cables de cobre y aluminio bajo condiciones ambientales normales (hasta 40ºC). Esta herramienta no es adecuada para instalación de cables enterrados, expuesta a condiciones extremas al aire libre, etc.
● Caída de tensión: la sección proporcionada garantiza la protección contra sobrecargas. Sin embargo, no verifica el cumplimiento de los límites máximos de caída de tensión permitidos. Sobre todo, en líneas largas, verifique siempre la caída de tensión del cable.
● Factores de corrección: la ITC-BT-19 establece factores de corrección (por temperatura ambiente diferente a 40ºC, por agrupación de circuitos, etc.) que modifican la corriente máxima admisible del cable, pero la herramienta no los incorpora. El usuario deberá dividir el valor de la corriente de carga (I) por el factor de corrección.
● Combinación de factores de corrección: si en la instalación coinciden varios factores, se deben multiplicar los factores de corrección individuales entre sí para obtener el factor de corrección total.
● Cargas con picos de corriente: ciertas cargas pueden generar corrientes de arranque mucho más altas que su corriente nominal, como las líneas con motores o lámparas de descarga. El usuario deberá multiplicar la corriente de carga (I) por el coeficiente apropiado indicado en el REBT.
● Métodos de instalación específicos: se han incluido los métodos de instalación más comunes (A1, B1, C, etc.) según la ITC-BT-19. Para montajes diferentes, te deben consultar directamente las tablas de dicha instrucción.
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