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

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Resumen

El documento resuelve dos casos de protecciones eléctricas según el REBT. El primero comprueba un magnetotérmico de 25 A y un fusible gG de 25 A en una línea de conductores de 6 mm2. El segundo calcula cortocircuitos en el secundario de un transformador y en una línea de baja tensión, y elige un interruptor de 160 A y otro de 16 A. Muestra cómo se aplican las condiciones de sobrecarga y de protección del conductor.

Puntos clave

  • La intensidad de proyecto Ib debe ser menor o igual que la intensidad nominal In de la protección.
  • La intensidad nominal In debe ser menor o igual que la intensidad admisible Iz del conductor.
  • Para un conductor de 6 mm2, la intensidad admisible Iz es de 32 A según la ITC-BT-19, Tabla 1.
  • Un fusible gG de 25 A cumple la protección del conductor si su intensidad I2 es menor o igual a 1,45 veces Iz.
  • Para la carga total de 80 kW con factor de potencia 0,9, la intensidad de proyecto es de 128,30 A.
  • El poder de corte del interruptor debe superar la corriente de cortocircuito máxima en el punto de instalación.

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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.

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Preguntas frecuentes

¿Cuál es la condición de sobrecarga para elegir un magnetotérmico?

Ib debe ser menor o igual que In, y In menor o igual que Iz. En el caso 1, 21 A, 25 A y 32 A cumplen esta condición.

¿Qué poder de corte debe tener el interruptor?

Debe ser superior a la corriente de cortocircuito máxima en el punto de instalación. En el caso 2, el texto usa un valor mayor de 14.546 A.

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Test

1. ¿Cuál es la intensidad admisible Iz de un conductor de 6 mm2 según el texto?
2. ¿Cuánto vale la intensidad convencional I2 de un fusible gG de 25 A?
3. ¿Qué límite fija el texto para I2 frente a Iz?
4. ¿Qué intensidad de proyecto tiene la carga total de 80 kW del caso 2?
5. ¿Qué interruptor se elige para el secundario del transformador?
6. ¿Qué interruptor se elige para la línea derivada de 10 mm2?

Preguntas generadas con IA a partir del documento: comprueba las respuestas con el texto.