Calculadora de Protección de Cable a Sobrecarga y Cortocircuito
En el diseño y ejecución de cualquier instalación eléctrica, un aspecto esencial es la de garantizar la correcta protección de los cables frente a dos fenómenos potencialmente destructivos: las sobrecargas y los cortocircuitos.
Una protección inadecuada no solo puede dañar los equipos y la instalación, sino que también representa un grave riesgo de incendio.
Esta calculadora de cables ayuda a 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.
Siguiendo la normativa establecida en la ITC-BT-19 del Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT), esta herramienta simplifica un proceso de cálculo que, de otra forma, requeriría consultas extensas a tablas y fórmulas complejas.
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.
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 Protección de Cable 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, siguiendo los criterios de la ITC-BT-19 del REBT. 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)
Por otro lado, 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.
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.
- 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.
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:
- Cables bajo tubo empotrado en obra o montaje superficial
- Cables bajo tubo empotrado en paredes térmicamente aislantes
- Cables directamente sobre pared o bandeja no perforada (continua)
- Cables 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
● 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
Se selecciona entre las curvas normalizadas curva B, curva C o curva D, mostrando el valor del número de veces que se ha de superar la corriente nominal del magnetotérmico para que se produzca el corte magnético instantáneo.
Si se selecciona “Otra curva”, se puede ajustar el número de veces que se ha de superar la corriente nominal del magnetotérmico para el corte instantáneo.
Resultados de la Calculadora de Protección de Cable a Sobrecarga y Cortocircuito
La calculadora 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:
Resultados de la Protección del Cable a Sobrecarga
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 (ej. 10A, 16A, etc.).
– 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.
Resultados de la Protección del Cable a Cortocircuito
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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