Cálculo y Selección de Protecciones Eléctricas: Magnetotérmicos, Fusibles y Cortocircuitos según REBT

Cálculo de Intensidad Admisible y Protección de Líneas

Caso 1: Protección de Línea con Conductores de 6 mm²

Se plantean las siguientes cuestiones:

• a) Determinación de la intensidad admisible en los conductores.
• b) Cálculo del calibre del interruptor magnetotérmico necesario para proteger la línea contra sobrecargas, considerando una intensidad de proyecto (Ib) de 21 A.
• c) Verificación de la idoneidad de la protección de la línea con un fusible tipo Gg de 25 A.

Resolución:

a) Intensidad Admisible (Iz) en los Conductores:

Según la ITC-BT-19, Tabla 1, para una sección de conductor de 6 mm², la intensidad admisible (Iz) es de 32 A.

b) Calibre del Interruptor Magnetotérmico:

El interruptor magnetotérmico a instalar debe ser de 25 A. Esta elección cumple con la condición fundamental de protección de líneas:

Ib In Iz

Sustituyendo los valores:

21 A 25 A 32 A

Esta condición se satisface, asegurando la protección adecuada contra sobrecargas.

c) Verificación de la Protección con Fusible Tipo Gg de 25 A:

Para un fusible tipo Gg de 25 A, se deben verificar dos condiciones:

1. Primera Condición (Sobrecarga):

   Ib In Iz

   Sustituyendo los valores:

   21 A 25 A 32 A

   Esta condición se cumple.

2. Segunda Condición (Protección del Conductor):

   La intensidad convencional de funcionamiento del fusible (I₂) se calcula como:

   I₂ = 1,6 · In = 1,6 · 25 A = 40 A

   La segunda condición establece que la intensidad de funcionamiento del fusible (I₂) debe ser menor o igual a 1,45 veces la intensidad admisible del conductor (Iz):

   I₂ <= 1,45 · Iz_conductor

   Calculando el valor máximo permitido para la protección del conductor:

   1,45 · Iz_conductor = 1,45 · 32 A = 46,4 A

   Comparando los valores:

   40 A <= 46,4 A

   Dado que la condición se cumple, el fusible de 25 A es válido para la protección de la línea.

Cálculo de Corrientes de Cortocircuito y Selección de Protecciones

Caso 2: Protección de Instalación con Transformador y Líneas Derivadas

Se plantean las siguientes cuestiones:

• a) Determinación de la corriente de cortocircuito en los bornes del secundario del transformador.
• b) Cálculo de la corriente de cortocircuito al final de la línea de alimentación en Baja Tensión (B.T.).
• c) Definición de las características del interruptor automático de protección contra sobrecargas y cortocircuitos en el secundario del transformador, considerando un consumo total de la instalación de 80 kW con un factor de potencia de 0,9 (inductivo).
• d) Determinación de las características del interruptor magnetotérmico necesario para proteger una línea que, partiendo del cuadro de B.T., está formada por 4 conductores unipolares de cobre de 10 mm² de sección, aislados con PVC (750 V), en canalización empotrada en obra bajo tubo. Esta línea alimenta una carga de 6 kW con un factor de potencia de 0,86 (inductivo).

Resolución:

a) Corriente de Cortocircuito (Icc) en el Secundario del Transformador:

Icc = = = 14.546 A

b) Corriente de Cortocircuito (Icc) al Final de la Línea de B.T.:

Primero, calculamos la resistencia y reactancia de la línea de B.T.:

• Resistencia de la línea de B.T. (R₂): R₂ = 0,324 · 0,04 = 0,0129 Ω
• Reactancia de la línea de B.T. (X₂): X₂ = 0,109 · 0,04 = 0,00436 Ω

Luego, determinamos la resistencia y reactancia total de cortocircuito:

• Resistencia total de cortocircuito (Rcc): Rcc = R₁ + R₂ = 0,005 + 0,0129 = 0,0179 Ω
• Reactancia total de cortocircuito (Xcc): Xcc = X₁ + X₂ = 0,00436 + 0,015 = 0,0193 Ω

Finalmente, la intensidad de cortocircuito al final de la línea es:

Icc = = = 8737 A

c) Características del Interruptor Automático en el Secundario del Transformador:

Primero, calculamos la intensidad de proyecto (Ib) de la carga total:

Ib = = = 128,30 A

Según la ITC-BT-19, Tabla 1, la intensidad admisible (Iz) para un conductor de 120 mm² es de 284 A.

La selección del interruptor automático debe cumplir la condición de protección:

Ib In Iz

Sustituyendo los valores:

128,30 A 160 A 284 A

Además, el interruptor debe cumplir con las siguientes características:

• Poder de Corte (Pdc): Debe ser superior a la corriente de cortocircuito máxima en el punto de instalación. En este caso, Pdc > 14.546 A.
• Intensidad de Actuación Magnética (Ia): Debe ser seleccionada para asegurar la desconexión rápida de cortocircuitos.

Por lo tanto, el interruptor automático a instalar es de 160 A.

d) Características del Magnetotérmico para la Línea Derivada de 10 mm²:

Primero, calculamos la intensidad de proyecto (Ib) de la carga de la línea:

Ib = = = 10,07 A

Según la ITC-BT-19, Tabla 1, la intensidad admisible (Iz) para un conductor de 10 mm² (en las condiciones especificadas) es de 44 A.

La selección del interruptor magnetotérmico debe cumplir la condición de protección:

Ib In Iz

Sustituyendo los valores:

10,07 A 16 A 44 A

Además, el interruptor debe cumplir con las siguientes características:

• Poder de Corte (Pdc): Debe ser superior a la corriente de cortocircuito máxima en el punto de instalación. En este caso, Pdc > 14.546 A (asumiendo que esta es la Icc en el cuadro de BT de origen).
• Intensidad de Actuación Magnética (Ia): Debe ser seleccionada para asegurar la desconexión rápida de cortocircuitos.

Por lo tanto, el interruptor automático a instalar es de 16 A.